Energia

Não armazene só o vento, armazene todas as energias renováveis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2018

Franz Georg Pikl mostra o protótipo em escala de laboratório da usina hidrelétrica reversível de armazenamento de água quente e fria.
[Imagem: Staudacher/TU Graz]

Armazenar energia em água

Um engenheiro austríaco desenvolveu um sistema que utiliza água como meio de armazenamento de energia elétrica e térmica.

"A tecnologia pode ser usada para satisfazer 90% da nossa demanda de energia," diz Franz Georg Pikl, da Universidade Técnica Graz, acrescentando que isso levará à construção de usinas renováveis e sem as intermitências das fontes de energia verde tradicionais, como a energia solar e a energia eólica, que não produzem eletricidade continuamente.

A ideia é simples, combinando as vantagens da tecnologia de armazenamento bombeado e de armazenamento de calor usando água pura como meio para criar uma "usina hidrelétrica reversível de armazenamento de água quente".

Com isto, o sistema armazena e fornece energia elétrica, calor e refrigeração, conforme necessário.

Usina hidrelétrica reversível

O primeiro elemento do sistema é a hidroeletricidade de armazenamento bombeado, uma tecnologia que é encontrada principalmente em países montanhosos, uma vez que exige uma diferença na elevação entre dois reservatórios, bem como quantidades suficientes de água. Quando a produção de energia é maior do que a demanda, o excesso de eletricidade é usado para bombear água do reservatório inferior para o mais alto. Quando a demanda de eletricidade aumenta, a água flui para baixo e impulsiona as turbinas que, por sua vez, geram energia.

Pikl implementou este princípio em uma estrutura completamente subterrânea. Túneis subterrâneos são usados para criar a diferença de elevação entre os dois reservatórios, independentemente da topografia. Isso minimiza a área necessária para implantação e simplifica o processo de encontrar um local, bem como o procedimento de aprovação pelas autoridades ambientais.

O segundo componente do novo conceito de armazenamento são acumuladores de calor, onde a energia térmica é armazenada. Graças à sua alta capacidade específica de calor, a água serve como um meio muito eficiente de armazenamento de energia térmica. A energia renovável é utilizada para aquecer a água até 90º C, energia térmica que é armazenada e utilizada por meio de trocadores de calor instalados nos reservatórios subterrâneos. Quando a demanda por calor é alta, ela pode ser fornecida diretamente aos consumidores através das redes de aquecimento urbano.

A tecnologia de refrigeração compõe o terceiro elemento do conceito. Quando necessário - ou seja, em dias quentes - a água quente aciona resfriadores, que produzem energia de resfriamento que é distribuída aos clientes também por encanamentos. Para garantir um suprimento constante de energia de resfriamento para várias zonas de temperatura, o sistema pode ser resfriando a água dos túneis da usina hidrelétrica reversível - que poderia então ser rotulada como "usina hidrelétrica reversível de armazenamento de água fria".

Lucro e meio ambiente

"A combinação desses sistemas altamente eficientes, com fatores de eficiência de cerca de 80% para o armazenamento de eletricidade e calor, resulta em um aumento significativo no armazenamento total de energia comparado à implementação separada, e o nível de consumo de recursos permanece o mesmo. Graças a este novo sistema de armazenamento de energia, várias fontes de energia renovável podem ser agrupadas por meio de infraestrutura conectada à rede de energia, o que ajudará a indústria de energia a superar os desafios que enfrenta. A instalação também se destaca por sua rentabilidade. O período de retorno é menor do que em usinas convencionais de armazenamento reversível," defendeu Pikl.

Os aspectos ecológicos do projeto também o tornam uma proposta interessante: é possível alcançar uma operação de emissão zero, nenhum espaço aberto é necessário e a usina de armazenamento de energia não afeta o balanço de água natural, reduzindo o impacto ambiental.

Pikl está atualmente tentando obter o apoio de empresas de energia para a construção de um protótipo de armazenamento bombeado por água quente.