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ARMAZENAMENTO DE ENERGIA E BATERIAS SOLARES: O QUE VOCÊ PRECISA SABER

Com o crescente interesse em tecnologias de armazenamento de energia, é bom ter uma ideia de como os sistemas de armazenamento de energia realmente funcionam. Saber como os sistemas de armazenamento de energia se integram ao restante de um sistema fotovoltaico – bem como ao resto da sua casa ou empresa – pode ajudá-lo a decidir se o armazenamento de energia é será bom para você. 

A seguir descobriremos por que o armazenamento de energia é tão importante para sistemas fotovoltaicos. Você já está familiarizado com a função que o armazenamento deve desempenhar ou está procurando uma resposta para alguma outra pergunta? Vamos ver, então, o que você precisa saber sobre baterias para sua casa ou empresa, como decidir se uma bateria é certa para você e, em caso afirmativo, como escolher (e instalar) a bateria certa para suas necessidades.

O que é uma bateria solar?

A principal função das baterias solares é armazenar a energia produzida pelos painéis solares. Armazenar energia para uso posterior oferece muitos benefícios, desde economia financeira até ser uma fonte de energia reserva no caso de uma queda da rede.

A principal vantagem de instalar um sistema de energia solar mais armazenamento é que ele permite usar a eletricidade solar mesmo quando o sol não está brilhando. Quando você instala um sistema de painel solar sem bateria para armazenamento, o excesso de eletricidade gerado pelo sistema é enviado para a rede pública. Com uma bateria solar, essa energia pode ser armazenada e utilizada quando o sol se põe e/ou por algum motivo você não poder contar com a rede pública.

Bateria e sistema de armazenamento de energia são a mesma coisa?

Não necessariamente! Uma bateria é uma forma de armazenamento de energia, mas nem todas as formas de armazenamento de energia são com o uso de baterias. Em aplicações residenciais, a forma mais comum de armazenamento de energia é com uma bateria, então os dois termos são freqüentemente usados ​​alternadamente. Entretanto, para negócios comerciais e industriais, bem como para a rede elétrica como um todo, o armazenamento de energia frequentemente significa usar uma tecnologia diferente de bateria.

Por que as baterias são tão importantes para energia limpa?

As baterias são um componente importante do futuro da energia limpa por um motivo simples: elas são capazes de combinar o fornecimento de energia variável com a demanda de energia. Por esse fato ser importante, requer uma rápida discussão das diferenças entre produzir eletricidade com combustíveis fósseis e produzir eletricidade com recursos de energia limpa, como a energia eólica e solar.

Em que a rede elétrica é boa: fornecer eletricidade de combustíveis fósseis

A rede elétrica é a teia interconectada de postes e fios que conecta nossas casas e empresas às usinas de energia que produzem os elétrons que mantêm nossas luzes acesas. É importante ressaltar que a rede elétrica foi projetada para combinar a produção de eletricidade com a demanda de eletricidade. Em outras palavras, a rede se destaca em antecipar quando e onde a eletricidade será necessária, gerando a quantidade exata de eletricidade naquele momento (um pouco a mais por margem de segurança) e levando essa eletricidade exatamente para onde precisa estar.

Em muitos países do mundo, a maneira mais eficiente em termos de custos e recursos de manter esse delicado equilíbrio operacional era usar usinas movidas a combustíveis fósseis, como carvão e gás natural. No Brasil, usa-se muito hidroelétricas, mas que nem sempre supre a demanda.

Simplificando a questão, quando o operador da rede elétrica prever que mais pessoas estarão usando mais eletricidade – como quando se usa muito condicionadores de ar à tarde no dia mais quente do verão – eles podem recorrer a usinas movidas a carvão ou gás natural para produzir mais energia queimando mais esses recursos naturais. E se essas usinas estiverem funcionando a todo vapor e isso não for suficiente, o operador da rede poderia ligar para outra usina e dizer-lhes para começar a queimar combustível. O mesmo princípio funciona ao contrário quando a demanda de eletricidade diminui durante a noite, quando todos estão dormindo: o operador da rede pode determinar uma redução na produção de energia.

Quando a demanda aumenta, o operador da rede pode aumentar a oferta. E quando a demanda diminui, as usinas se ajustam para reduzir seu fornecimento. Simplesmente, ajustando a oferta para atender a demanda.

Em que a rede elétrica é menos boa: integrar energia renovável

Agora considere um cenário onde você pode prever quanta eletricidade suas usinas de energia irão gerar, mas você não pode controlar quando isso ocorrerá. Para continuar a fornecer eletricidade às pessoas quando elas precisam, neste cenário, você precisa: 1) mudar a demanda de eletricidade para ocorrer quando suas usinas estão produzindo eletricidade, ou 2) encontrar uma maneira de armazenar eletricidade quando ela é produzida para usar quando houver demanda.

Em sua essência, este é exatamente o cenário que está acontecendo com as tecnologias de energia renovável. Um sistema solar produz eletricidade quando o sol está brilhando, mas não produz energia à noite. Da mesma forma, o vento produz eletricidade quando está forte, mas não quando fraco. Podemos até prever com que frequência e com que força o sol brilhará e o vento soprará, mas não podemos mudar a programação do sol ou do vento, o que significa que não podemos controlar quando esses recursos produzem eletricidade.

Como o armazenamento de energia ajuda a energia renovável

É aqui que o armazenamento de energia pode desempenhar um papel importante, ajudando a rede a integrar mais recursos de energia renovável; ao armazenar a eletricidade que as turbinas eólicas e os painéis solares produzem para uso posterior, o armazenamento de energia pode deslocar melhor o fornecimento de eletricidade para atender à demanda.

Tipos de sistemas de armazenamento de energia

Hoje, quando as pessoas falam sobre armazenamento de energia, normalmente se referem a baterias, especialmente quando combinadas com um sistema de energia solar. No entanto, as baterias estão longe de ser a única forma de armazenamento de energia que existe e estão longe de ser a primeira tecnologia a fornecer soluções de armazenamento de energia para a rede elétrica.

Armazenamento eletroquímico

Se você já ouviu falar sobre armazenamento de energia em baterias, provavelmente você está mais familiarizado com o armazenamento eletroquímico. O armazenamento eletroquímico inclui várias categorias diferentes de baterias – de íon de lítio a ácido de chumbo e até mesmo baterias de fluxo de vanádio. Você encontrará esses tipos de baterias em todos os lugares: as baterias AA e AAA são uma forma de armazenamento eletroquímico, assim como as baterias do seu telefone celular e até mesmo a bateria do seu carro.

Com isso em mente, você pode ser capaz de adivinhar o principal benefício do armazenamento eletroquímico: quão compacto ele é. Esses tipos de baterias podem ser feitos em todos os formatos e tamanhos e são extremamente densos em energia, o que significa que têm muito potencial energético em relação ao seu tamanho. Isso torna os dispositivos de armazenamento eletroquímico perfeitos para sua casa ou empresa e é por isso que eles costumam ser combinados com sistemas fotovoltaicos.

Armazenamento gravitacional

O armazenamento de energia tem proporcionado benefícios à rede elétrica há décadas na forma de armazenamento gravitacional. A forma mais comum disso é o armazenamento de energia hidrelétrica por bombeamento: a água é bombeada morro acima em um reservatório e, em seguida, liberada para correr de volta morro abaixo por meio de uma série de turbinas para gerar eletricidade. Ao bombear a água morro acima nos momentos em que a eletricidade é abundante, barata ou ambos, e levar a água de volta morro abaixo nos momentos em que há falta de eletricidade e / ou é mais caro, a hidreletricidade pode fornecer um serviço útil para a rede como uma maneira em grande escala de armazenar o excesso de eletricidade. Esse sistema de armazenamento não é comum no Brasil, mas temos um bom exemplo conhecido dessa tecnologia nas Cataratas do Niágara, em Buffalo, NY.

Armazenamento térmico

Não é apenas a eletricidade que pode ser usada em sistemas de armazenamento de energia: você também pode armazenar energia térmica. Por exemplo, você pode pré-aquecer um tanque de água quente durante a noite quando a demanda de eletricidade e os preços estão baixos, para que não haja necessidade de aquecer a água pela manhã quando um país inteiro está acordando e se preparando para trabalhar, aumentando imensamente a demanda por eletricidade.

Criando hidrogênio com células de combustível

Uma maneira de armazenar energia para uso posterior é convertê-la em um combustível líquido, como o hidrogênio. As células a combustível convertem eletricidade em combustível, tornando possível converter a energia solar ou eólica no tipo de combustível que pode movimentar processos industriais, como empilhadeiras. E qual é a melhor parte? Não há emissões de carbono quando você queima hidrogênio. Embora a implantação de células de combustível e tecnologias de hidrogênio tenha sido limitada até agora, muitas pessoas na indústria de energia estão muito otimistas sobre o papel que essas tecnologias desempenharão em um futuro de energia limpa.

Como você pode ver, a criatividade dos pesquisadores no campo de armazenamento de energia vai muito além do que o uso de baterias. Novidades estão surgindo o tempo todo e nunca saberemos o que ainda está por vir e o que de fato prevalecerá, mas uma coisa é certa: precisamos de alternativas ao uso de combustíveis fosseis, pois eles não só fazem grande mal ao meio ambiente como são recursos limitados e muitos estão com seus dias contados.