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Baterias do futuro!

Todo mundo está familiarizado com baterias, a maioria as usa todos os dias de suas vidas. Eles estão presentes em todos os tipos de eletrônicos de consumo, desde relógios, laptops e telefones celulares. Quando a maioria pensa em uma bateria, vem à mente uma bateria química AA comum, do tipo que você pode colocar em uma lanterna ou no controle remoto de uma televisão. No entanto, este tipo de tecnologia é muito mais difundido do que isso. As baterias podem vir de várias formas e são amplamente utilizadas nas indústrias de geração e armazenamento de energia para gerenciar a energia elétrica nas redes. Na verdade, a tecnologia das baterias será provavelmente o factor-chave no desenvolvimento da tecnologia das energias renováveis ​​nos próximos anos.



Isso é resultado de uma peculiaridade associada às energias renováveis. Ao contrário de outras fontes de energia que podem ser ligadas e desligadas conforme necessário, a geração de energia renovável depende do clima; se as condições climáticas forem ruins, nenhuma eletricidade será gerada. Isto se aplica particularmente à energia solar, que só gera energia durante o dia e nenhuma à noite. Isto leva a um problema de equilíbrio de energia, a eletricidade é usada durante todo o dia e noite, por isso precisa ser gerada pela rede para atender à demanda.


Um sistema inteiramente renovável não atenderia a esse requisito, pois a geração de energia vai e vem. É necessário um sistema para coletar a energia gerada durante o dia e distribuí-la quando necessário. É aqui que entram as baterias. Grandes bancos de baterias podem armazenar a eletricidade e liberá-la quando necessário. Sistemas deste tipo já estão em uso hoje. Grandes bancos de baterias de íons de lítio foram construídos como parte da rede australiana para armazenar o excesso de energia. Os bancos estão atualmente em período experimental para testar a sua eficácia.


As baterias de íon de lítio são atualmente a forma mais popular de baterias na indústria, são as baterias comumente usadas em telefones celulares, eletrônicos de consumo e também em veículos elétricos. Isto porque são, neste momento, a melhor solução disponível para estas aplicações. No entanto, têm algumas desvantagens, especialmente quando se pretende aplicá-los ao armazenamento de electricidade em rede em grande escala, como estamos a analisar hoje. Os materiais necessários para produzir as baterias são difíceis de obter, uma vez que são maioritariamente extraídos em países africanos com práticas de trabalho éticas deficientes, o que conduz a uma grande exploração na indústria mineira de lítio.


https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work


Estas preocupações com o fornecimento de materiais também fazem com que a produção de baterias de iões de lítio seja dispendiosa, pelo que a unidade de armazenamento de electricidade por libra gasta, por outras palavras, a eficiência de custos, é baixa. Finalmente, essas baterias podem ter alguns problemas de estabilidade, pois várias baterias causam incêndios em grande escala nos centros de testes de baterias australianos quando as baterias superaquecem. Portanto, embora essas baterias sejam ótimas para vários dispositivos eletrônicos de consumo, elas não são tão boas para armazenamento de eletricidade em grande escala.


Então, que tipo de alternativas existem? É claro que existe a forma tradicional de armazenar eletricidade… água! As barragens hidrelétricas estão em todo o mundo e são um método testado e comprovado de armazenar e liberar eletricidade. Durante o pico de geração de energia, a água é bombeada para um reservatório e, conforme a necessidade de eletricidade, a água é liberada do reservatório e passa por uma turbina, gerando eletricidade. Este sistema tem sido usado há centenas de anos de uma forma ou de outra, portanto é uma forma muito confiável de armazenar grandes quantidades de energia. No entanto, tem uma grande desvantagem, nomeadamente o espaço e o investimento necessários para construir um projecto tão grande. Este tipo de projeto também está limitado a uma determinada geografia que exige grandes elevações e paisagens montanhosas.


O que a tecnologia de baterias precisa é de inovação. Felizmente, uma série de novas ideias de tecnologia de baterias estão em desenvolvimento para tentar preencher esta lacuna no mercado. Uma nova e excitante startup com sede em Edimburgo tem desenvolvido tecnologia semelhante às usinas hidrelétricas movidas à gravidade que acabamos de discutir, levantando um grande peso no lugar da água. A Gravitricity construiu uma bancada de testes para esta nova tecnologia em Prince Albert Dock, com resultados promissores! O objetivo final da empresa é modernizar as minas de carvão desativadas do Reino Unido em poços longos para levantar e baixar grandes pesos para armazenar e liberar eletricidade.


https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/


Agora vamos para outro tipo de energia… Térmica! Pesquisadores de diversas instituições ao redor do mundo estão investigando o desenvolvimento de baterias térmicas. Essas baterias aquecem o material quando há excesso de eletricidade e convertem esse mesmo calor em energia elétrica para uso quando há menos energia disponível. Versões de alta especificação desta tecnologia usam sais fundidos, aquecidos a mais de 1000 graus Celsius como material de armazenamento térmico. Sistemas como este têm sido muito promissores como método de armazenamento de energia, mas ainda enfrentam problemas com a movimentação dos sais fundidos para gerar eletricidade a partir deles.


Uma versão com especificações mais baixas desta tecnologia foi instalada na Finlândia. O sistema, em parceria com uma aldeia local, aquece areia normal a 500 graus Celsius utilizando fontes de energia renováveis. Esta energia armazenada pode então ser utilizada durante todo o ano para aquecer as casas locais de forma consistente (um factor especialmente importante durante os invernos frios da Finlândia). A prova de conceito desta planta piloto é particularmente interessante, pois é uma forma extremamente barata de armazenar eletricidade e pode ser facilmente integrada nas comunidades locais, proporcionando uma oportunidade para desenvolver microrredes locais.

 




https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520


Esperamos que agora você possa ver quão importante é a tecnologia de baterias para o futuro verde da Terra e como diferentes tecnologias estão em desenvolvimento para garantir que a energia renovável seja mais eficaz e mais barata do que nunca!