Armazenamento de energia é vital para a vida moderna, já que muitas empresas dependem de baterias para alimentar ferramentas, iluminação e equipamentos nos locais de trabalho. Quando a energia em terra não está disponível, o armazenamento em bateria garante operações consistentes em projetos industriais e comerciais. Vamos explorar como isso funciona.
O que é energia & Como é armazenado?
Energia é a capacidade de realizar trabalho e existe em duas formas principais: energia cinética e energia potencial.
Por exemplo, uma rocha rolante possui energia cinética devido ao seu movimento, enquanto uma rocha na borda de uma colina possui energia potencial devido à sua capacidade de rolar.
A energia elétrica é considerada cinética porque está sempre em movimento, mas pode ser convertida em outras formas de energia armazenada.
Da mesma forma, a água atrás de uma barragem representa a energia gravitacional potencial armazenada.
Você pode armazenar energia elétrica?
Não, você não pode armazenar eletricidade diretamente, mas ela pode ser convertida em formas armazenáveis. Essa energia pode posteriormente ser convertida novamente em eletricidade. Os métodos de armazenamento de energia elétrica incluem volantes (mecânicos), água ou pesos elevados (gravitacionais), ar comprimido (potencial), capacitores (carga elétrica) e os mais comuns: baterias (químicas).
O que é uma bateria?
Uma bateria é um dispositivo de armazenamento que converte energia química em energia elétrica. Ele contém uma ou mais células eletroquímicas onde as reações químicas criam um fluxo de elétrons, fornecendo a corrente elétrica necessária para realizar o trabalho.
As baterias funcionam como bombas de elétrons, apresentando um lado positivo (cátodo), um lado negativo (ânodo) e um lado negativo (ânodo). eletrólito que reage quimicamente com eles.
Embora este processo seja comum a todas as baterias, diferentes tipos armazenam energia de maneiras únicas.
Tipos comuns de bateria & Como eles armazenam energia
Para uso industrial e comercial, existem dois tipos principais de armazenamento de energia de bateria recarregável, que diferem em desempenho.
Baterias de chumbo-ácido
As baterias de chumbo-ácido, com mais de 170 anos, são um dos tipos de baterias recarregáveis mais antigos.
Cada bateria de 12 volts é composta por seis células com uma mistura de ácido sulfúrico e água, apresentando um terminal positivo (cátodo) e um terminal negativo (ânodo).
Quando descarregado, o ácido sulfúrico se decompõe em água, liberando elétrons para geração de eletricidade. A reação química na placa negativa é: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
Durante a recarga, a energia reconstrói as moléculas de ácido para uso futuro.
Embora confiáveis e amplamente utilizadas, as baterias de chumbo-ácido têm limitações; ciclos repetidos de descarga-recarga podem encurtar sua vida útil devido à degradação ativa do material.
Baterias de íon-lítio
Anteriormente, falamos sobre cátodos e ânodos em baterias. Eles podem armazenar íons de lítio, e a energia é armazenada e liberada à medida que os íons se movem do cátodo para o ânodo através do eletrólito.
Ao contrário das baterias de chumbo-ácido que usam a mesma reação química, as baterias de íon-lítio vêm em vários produtos químicos. O 6 principais tipos incluem óxido de lítio-cobalto (LCO), óxido de lítio-manganês (LMO), óxido de lítio-níquel-manganês-cobalto (NMC), óxido de lítio-níquel-cobalto-alumínio (NCA), titanato de lítio (LTO) e fosfato de ferro-lítio (LFP).
As baterias de lítio são mais densas em energia, menores, mais leves, carregam mais rápido e têm uma vida útil mais longa em comparação com as baterias de chumbo-ácido.
Baterias de fosfato de ferro-lítio especificamente são conhecidos por sua longa vida útil e tolerância ao calor, tornando-os mais seguros e duráveis.
Os benefícios do armazenamento de energia da bateria
Benefícios de uma rede flexível de energia limpa
A implantação do armazenamento de energia está a acelerar devido à sua capacidade de aumentar a flexibilidade da rede, fornecer múltiplos serviços e ser aplicado em diversas aplicações.
Sistemas de armazenamento podem ser integrados na rede elétrica – desde redes de transmissão até edifícios residenciais.
Fontes de energia renováveis como a eólica e a solar têm resultados variáveis; assim, as tecnologias de armazenamento podem estabilizar o fornecimento de electricidade, combinando a produção com a procura.
Ao carregar durante períodos de produção excessiva e descarregar durante os picos de procura, o armazenamento de energia maximiza a utilização renovável e minimiza o desperdício. Os sistemas de baterias residenciais ajudam as concessionárias a atender à demanda dos clientes com fontes de alimentação variáveis.
O armazenamento também ajuda a responder a mudanças repentinas nas necessidades de electricidade, garantindo a estabilidade da rede mais rapidamente do que as centrais eléctricas convencionais. É particularmente importante para zonas rurais ou microrredes isoladas que dependem de soluções energéticas locais para evitar apagões.
Benefícios comunitários
O armazenamento de energia pode melhorar o acesso e proporcionar vantagens às comunidades de baixos rendimentos, desproporcionadamente afetadas pela poluição e pelas alterações climáticas. Pode substituir usinas de pico de combustíveis fósseis – muitas vezes localizados em bairros vulneráveis que agravam os problemas de qualidade do ar durante períodos de alta demanda, como ondas de calor.
Com o armazenamento em bateria sendo mais barato do que as turbinas a gás, a transição dos picos será acelerada.
Além disso, o armazenamento de energia ajuda os clientes a evitar picos de preços, nivelando picos de demanda semelhantes aos aumentos nos custos de viagens compartilhadas durante os feriados. Aumenta a resiliência da comunidade ao satisfazer os picos de procura sem sobrecarregar a rede ou causar picos de preços durante condições meteorológicas extremas.
Ao integrar a energia gerada a partir de fontes renováveis em microrredes localizadas ou centros de resiliência, as comunidades obtêm um fornecimento de energia de reserva durante desastres naturais, ao mesmo tempo que reduzem as emissões de gases com efeito de estufa e a dependência de combustíveis fósseis poluentes.
Conclusão
Muitas pessoas usam baterias pela primeira vez em trailers ou passeios de barco, onde o armazenamento de energia confiável e seguro é essencial para o conforto. As baterias armazenam energia para conversão em eletricidade, melhorando as nossas vidas e proporcionando liberdade. Este poder é sinônimo da própria liberdade.
