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GridScale: Armazenamento de energia renovável em pedras em vez de baterias de lítio

2021-06-16
TÓPICOS:
Aarhus University, Battery Technology, Energy, Green Energy, Popular
Pela AARHUS UNIVERSITY 6 DE MAIO DE 2021



Quando há um excedente de eletricidade eólica ou solar, o armazenamento de energia é cobrado. Isso é feito por um sistema de compressores e turbinas que bombeiam energia térmica de um ou mais tanques de armazenamento cheios de pedras frias para um número correspondente de tanques de armazenamento cheios de pedras quentes. Isso torna as pedras nos tanques frios muito frias, enquanto fica muito quente nos tanques quentes, até 600 graus. Crédito: Claus Rye, Stiesdal Storage Technologies

O conceito de armazenamento de energia renovável em pedras deu um passo mais perto da realização com a construção da planta de demonstração GridScale. A usina será a maior instalação de armazenamento de eletricidade da Dinamarca, com capacidade de 10 MWh. O projeto está sendo financiado pelo Programa de Demonstração e Desenvolvimento de Tecnologia de Energia (EUDP) da Agência de Energia Dinamarquesa.
Pedras do tamanho de ervilhas aquecidas a 600 ° C em grandes tanques de aço isolados estão no centro de um novo projeto de inovação com o objetivo de fazer um avanço no armazenamento de eletricidade intermitente eólica e solar.

A tecnologia, que armazena energia elétrica na forma de calor em pedras, é chamada de GridScale e pode se tornar uma alternativa barata e eficiente ao armazenamento de energia solar e eólica em baterias de lítio. Enquanto as baterias de lítio são econômicas apenas para o fornecimento de energia por curtos períodos de até quatro horas, um sistema de armazenamento de eletricidade GridScale oferecerá suporte econômico para o fornecimento de eletricidade por períodos mais longos - até cerca de uma semana.

â € œO único desafio real em estabelecer um suprimento de eletricidade 100 por cento renovável à © que nà £ o podemos economizar a eletricidade gerada durante o tempo ventoso e ensolarado para usar mais tarde. A demanda e a produção não seguem o mesmo padrão. Ainda não há soluções comerciais para esse problema, mas esperamos ser capazes de entregar isso com nosso sistema de armazenamento de energia GridScale ”, diz Henrik Stiesdal, fundador da empresa de tecnologia climática Stiesdal Storage Technologies, que está por trás da tecnologia.

Em resumo, a tecnologia GridScale trata do aquecimento e resfriamento do basalto triturado em pequenas pedras do tamanho de ervilhas em um ou mais conjuntos de tanques de aço isolados. A instalação de armazenamento é carregada através de um sistema de compressores e turbinas, que bombeia energia térmica de um ou mais tanques de armazenamento cheios de pedras frias para um número semelhante de tanques de armazenamento cheio de pedras quentes, quando há energia excedente do vento ou do sol.

Isso significa que as pedras nos tanques frios ficam muito frias, enquanto ficam muito quentes nos tanques quentes; na verdade, até 600oC. O calor pode ser armazenado nas pedras por muitos dias, e o número de conjuntos de tanques cheios de pedras pode variar, dependendo do tempo de armazenamento necessário.

Quando há demanda de eletricidade novamente, o processo se reverte, de modo que as pedras nos tanques quentes ficam mais frias, enquanto ficam mais quentes nos tanques frios. O sistema é baseado em um material de armazenamento barato e em uma tecnologia bem conhecida e madura para carregar e descarregar.
“O basal é um material barato e sustentável que pode armazenar grandes quantidades de energia em pequenos espaços, e que pode suportar inúmeras cargas e descargas da instalação de armazenamento. Estamos agora desenvolvendo um protótipo para a tecnologia de armazenamento para demonstrar o caminho a seguir na resolução do problema de armazenamento de energia renovável - um dos maiores desafios para o desenvolvimento de energia sustentável em todo o mundo, ”diz Ole Alm, chefe de desenvolvimento da o grupo de energia Andel, que também faz parte do projeto.

O protótipo GridScale será a maior instalação de armazenamento no sistema elétrico dinamarquês e um grande desafio será tornar a flexibilidade de armazenamento disponível nos mercados de eletricidade de uma forma que forneça o melhor valor possível. Consequentemente, isso também fará parte do projeto.

A localização precisa da instalação de armazenamento do protótipo ainda não foi decidida. No entanto, será definitivamente na parte oriental da Dinamarca, no sul ou oeste da Zelândia ou em Lolland-Falster, onde a produção de novas grandes unidades fotovoltaicas em particular está crescendo mais rápido do que o consumo pode acompanhar.
O nome completo do projeto de inovação é 'GridScale - armazenamento de eletricidade em grande escala com boa relação custo-benefício', e será executado por três anos com um orçamento total de DKK 35 milhões (EUR 4,7 milhões). O projeto está sendo financiado com DKK 21 milhões (EUR 2,8 milhões) do Programa de Demonstração e Desenvolvimento de Tecnologia de Energia (EUDP).

Além das empresas Stiesdal e Andel, o grupo parceiro compreende a Aarhus University (AU), a Technical University of Denmark (DTU), Welcon, BWSC (Burmeister Wain Scandinavian Contractor), Energi Danmark e Energy Cluster Denmark.

Os parceiros fornecerão uma análise de sistema de energia e otimização de projeto para uma instalação de armazenamento de pedra, bem como otimizarão os conceitos técnicos e amadurecerão a tecnologia GridScale para uma solução escalável pronta para o mercado.

Por exemplo, o modelo de sistema de energia europeu desenvolvido pela AU será combinado com o modelo para otimizar turbinas desenvolvido pela DTU para obter uma visão sobre o papel potencial da instalação de armazenamento de pedra em um contexto europeu e para otimizar o projeto:

“A transição para as energias renováveis ​​muda a forma como o sistema de energia funciona - simplesmente porque a energia eólica e solar não são necessariamente produzidas quando precisamos delas. Portanto, precisamos descobrir como o projeto técnico pode ser melhor adaptado ao sistema energético e em quais países e quando na transição verde a tecnologia tem o maior valor. Procuraremos identificar a combinação de tecnologias de energia que fornecerá o maior valor para a solução de armazenamento. Acho que a tecnologia de armazenamento de pedra tem um enorme potencial em muitos lugares ao redor do mundo e pode ser uma grande vantagem na transição verde ”, diz o professor associado Gorm Bruun Andresen do Departamento de Engenharia Mecânica e de Produção da Universidade de Aarhus.