Ok, ultimamente tenho investigado toda essa coisa de armazenamento de energia e, honestamente? É muito mais interessante do que eu esperava. Comecei porque meu vizinho comprou painéis solares e estava reclamando que eles eram basicamente inúteis à noite (duh), mas isso me fez pensar sobre o todoarmazenamento de bateriaângulo.
A física básica por trás de tudo
Aqui está a questão - e provavelmente estou simplificando demais, mas qualquer que seja - o armazenamento de energia não está realmente criando energia do nada. É só... embaralhar tudo. A primeira lei da termodinâmica, certo? A energia não pode ser criada ou destruída, apenas convertida de uma forma para outra. Então, quando falamos sobre “armazenar” energia, estamos realmente falando sobre transformá-la em algo que possamos reter por um tempo.
Lembro-me do meu professor de física explicando isso com ΔU=Q + W (onde Q é o calor transferido para o sistema e W é o trabalho realizado nele). Parecia inútil na época, mas agora realmente faz sentido. Seu sistema de bateria não é mágico - ele pega energia elétrica e a converte em energia química, ou energia cinética em um volante, ou algo assim. Então, quando você precisar dele de volta, bum, inverta o processo.
O armazenamento da bateria é provavelmente o exemplo mais comum em que as pessoas pensam. A energia química está ali, esperando. Quando você precisa de eletricidade, a química muda e sua energia sai. Bastante simples, exceto quando não é (mais sobre isso mais tarde porque a química da bateria fica ESTRANHA).
Por que isso é mais importante do que você imagina
Então, energia renovável - eólica, solar, correntes oceânicas, todas essas coisas. Eles não são confiáveis como o inferno. Quer dizer, sou totalmente a favor da energia verde, mas sejamos honestos: o sol não se importa com os horários de pico de uso e o vento sopra quando quer. É aqui que o armazenamento de energia em grande-escala muda completamente o jogo.
Sem armazenamento, você basicamente desperdiça energia fora dos horários de pico ou quando a produção é alta. Com armazenamento? Você está suavizando tudo, tornando essas fontes de energia temperamentais realmente viáveis para a rede.
A parte do dinheiro (porque é claro)
É aqui que fica interessante para as pessoas comuns. Você sabe como a eletricidade custa valores diferentes em momentos diferentes? Preço de vale versus preço de pico? Os sistemas de armazenamento permitem que você controle esse sistema. Carregue quando a eletricidade for barata (geralmente durante a noite) e, em seguida, use a energia armazenada durante as dispendiosas horas do dia.
Tenho investigado isso para minha própria casa e as economias de custos são... bem, ainda não são revolucionárias, mas estão chegando lá. Os edifícios comerciais já estão fazendo isso de forma agressiva. Meu amigo trabalha em um-arranha-céu no centro da cidade e, aparentemente, todo o prédio cobra à noite e custa durante as caras horas da tarde. Os contadores de feijão adoram.
A questão é que a tecnologia de armazenamento acabará se tornando padrão. Não apenas para empresas - para residências também. É apenas uma questão de quando a economia tombará completamente.
Backup de emergência (mas não como o gerador do seu avô)
Aqui está algo que eu realmente não havia considerado até ir mais fundo: esses sistemas funcionam durante apagões. Ao contrário daquele gerador a diesel que fica em seu porão e que você liga uma vez por ano (talvez), os sistemas de armazenamento de bateria são participantes ativos em seu sistema de energia o tempo todo.
Durante as operações normais, eles estão fazendo sua arbitragem - comprando na baixa e vendendo na alta, essencialmente. Mas quando a rede cai, eles entram em ação imediatamente. Sem atraso na partida, sem ficar se atrapalhando no escuro procurando a chave do gerador. E você não está queimando combustíveis fósseis apenas esperando que a companhia de energia conserte suas linhas.
Minha área teve três apagões no ano passado (aparentemente a infraestrutura da rede está envelhecendo, quem diria?), e cada vez eu pensava em como seria bom ter armazenamento online. A Netflix não assiste sozinha, sabia?
O panorama geral
O armazenamento de energia como conceito é crucial para toda a transição para a rede inteligente. Não é possível ter geração distribuída, microrredes e veículos elétricos decolando por toda parte sem armazenamento robusto. A tecnologia é uma pedra angular - tire-a e toda a visão desmorona.
Mas aqui está o que me incomoda: todo mundo fala sobre armazenamento como se fosse um problema resolvido. "Basta adicionar baterias!" Sim, claro. Exceto que a degradação da bateria é real, as cadeias de abastecimento de materiais são, na melhor das hipóteses, questionáveis, e as perdas de eficiência durante os ciclos de carga/descarga aumentam.
A eficiência termodinâmica é uma coisa no papel. Desempenho-real com variações de temperatura, ciclos de carga-descarga, requisitos de manutenção? É aí que as coisas ficam complicadas. Já vi afirmações de 85-95% de eficiência-de ida e volta para sistemas de íons de lítio, mas essas são condições de laboratório. Coloque esse sistema em um verão no Texas ou em um inverno em Minnesota e diga-me como ele funciona depois de cinco anos.
Isso realmente funciona?
Voltando à pergunta original - sim, os sistemas de armazenamento de bateria de energia funcionam. Mas o “trabalho” está fazendo um trabalho pesado aí. Eles funcionam no sentido de armazenar e liberar energia. Eles trabalham para tornar as energias renováveis mais práticas. Eles trabalham fornecendo energia de reserva e suavizando as flutuações da rede.
Eles funcionam como uma solução completa para todos os nossos problemas energéticos? Nem perto. Eles estão melhorando a cada ano? Absolutamente. A tecnologia está melhorando, os custos estão caindo e as instalações-no mundo real estão comprovando o conceito em escala.
Acho que a questão mais interessante não é se eles funcionam, mas em quanto tempo funcionarão bem e baratos o suficiente para que todos tenham um. Porque a física é sólida, a engenharia é sólida e os incentivos económicos estão alinhados. É apenas uma questão de tempo até que o armazenamento de energia seja tão comum quanto ter um aquecedor de água no porão.
Embora, honestamente, ainda esteja em dúvida sobre puxar o gatilho para minha própria casa. O período de retorno ainda é um pouco longo para o meu gosto, e sou inerentemente suspeito de qualquer coisa de primeira{1}}geração. Talvez daqui a dois anos, quando a próxima geração chegar ao mercado...