Projeto conceitual armazena energia renovável em silício fundido - Fiep - Boletins Setoriais - Energia

(Foto: Divulgação)

Um novo projeto conceitual tem como proposta armazenar o calor gerado pelo excesso de eletricidade da energia solar ou eólica em grandes tanques de silício fundido e, quando necessário, converter a luz do metal incandescente de volta em eletricidade.

O sistema consiste em um grande tanque, isolado termicamente, feito de grafite e preenchido com silício líquido, mantido a uma temperatura "fria" de quase 1.900ºC. Tubos, exposto a elementos de aquecimento, conectam o tanque frio a um "quente". Quando a eletricidade das células solares entra no sistema, essa energia é convertida em calor nos elementos de aquecimento. Simultaneamente, o silício líquido é bombeado para fora do tanque frio e aquece ainda mais enquanto passa pelo banco de tubos expostos aos elementos de aquecimento rumo ao tanque quente, onde a energia térmica é agora armazenada a uma temperatura muito mais alta, de cerca de 2.380ºC.

Quando a eletricidade é necessária, depois que o sol se põe, o silício líquido quente é bombeado por uma série de tubos que emitem uma luz branca. Células solares especializadas, conhecidas como fotovoltaicos multijunção, transformam essa luz em eletricidade, que pode ser fornecida à rede da cidade. O silício agora resfriado pode ser bombeado de volta para o tanque frio até a próxima rodada de armazenamento - agindo efetivamente como uma grande bateria recarregável.

"Um dos nomes afetuosos que as pessoas começaram a chamar nosso conceito é 'Sol em uma caixa'. É basicamente uma fonte de luz extremamente intensa que está contida em um recipiente que aprisiona o calor", afirma Asegun Henry, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos.

Desenvolvimento

Os pesquisadores estimam que tal sistema seria muito mais viável e teria um custo efetivo maior do que as baterias de íons de lítio - que têm sido propostas como um método tecnicamente viável, embora caro, para armazenar energia renovável. Estimam, também, que o sistema custaria metade do que o armazenamento hidrelétrico bombeado, que é a forma mais barata de armazenamento de energia em escala de rede disponível hoje.

"Mesmo se quiséssemos operar a rede de energia com base em fontes renováveis agora não poderíamos, porque você precisaria de turbinas movidas a combustíveis fósseis para compensar o fato de que a oferta renovável não pode ser despachada sob demanda. Estamos desenvolvendo uma nova tecnologia que, se bem-sucedida, resolveria esse problema mais importante e crítico no campo da energia e das mudanças climáticas, a saber, o problema do armazenamento da energia", diz Henry.

No projeto as usinas solares concentradas armazenam calor solar em grandes tanques cheios de sal fundido, que são aquecidos a temperaturas de cerca de 530º C. Quando existe demanda pela eletricidade, o sal quente é bombeado através de um trocador de calor, que transfere o calor do sal para vapor e uma turbina transforma esse vapor em eletricidade.

"Essa tecnologia existe há algum tempo, mas acredita-se que seu custo nunca ficará baixo o suficiente para competir com o gás natural. Então tem havido uma pressão para operar em temperaturas muito mais altas, de forma que você possa usar um motor térmico mais eficiente e reduzir o custo", diz Henry.

O problema é que, se o sal for aquecido muito além das temperaturas atuais, o sal fundido corrói os tanques de aço inoxidável nos quais ele é armazenado. Tendo isso em vista, a equipe de Henry desenvolveu uma bomba que pode suportar esse calor escaldante, para enviar o silício fundido através de um sistema de armazenamento. A bomba tem a maior tolerância ao calor já registrada.

Assim que finalizado esse desenvolvimento, a equipe projetou um sistema de armazenamento de energia que incorpora essa bomba de alta temperatura. O conceito para o novo sistema de armazenamento de energia renovável foi batizado de TEGS-MPV, sigla em inglês para "Armazenamento em Rede de Energia Térmica Fotovoltaica Multijunção".

O projeto, em vez de usar campos de espelhos e uma torre central para concentrar o calor, tem como proposta converter a eletricidade gerada por qualquer fonte renovável - como energia solar ou eólica, em energia térmica - via um processo pelo qual uma corrente elétrica passa por um elemento de aquecimento (aquecimento joule).

O sistema pode ser adicionado a sistemas de energia renovável existentes, como células solares, para capturar o excesso de eletricidade durante o dia e armazená-lo para uso posterior.

Com informações do site Inovação Tecnológica.