O Brasil segue a tendência mundial, priorizando a geração de energia por fontes renováveis e diminuindo cada vez mais o protagonismo das hidrelétricas. Neste contexto, o armazenamento de energia é uma tecnologia essencial para flexibilizar a produção a partir de fontes não despacháveis, principalmente, neste momento de transição energética.
No país, as fontes de energia provenientes da luz solar e do vento têm ganhado destaque nos últimos anos. Mais recentemente, em fevereiro de 2022, o Brasil bateu o recorde com a maior taxa de geração de energia solar da história. Segundo a Câmara Comercializadora de Energia Elétrica (CCEE), foram mais de 1,2 mil MWm (Megawatt-médio) gerados.
Quando falamos de eólica, expansão da geração por fonte eólica no país, levou o Brasil ao sexto lugar no ranking do Global Wind Energy Council (GWEC) em Capacidade Total Instalada de Energia Eólica Onshore em 2021. Portanto, hoje, é preciso que haja alguma solução que permita o uso dessas energias ao máximo. Isso porque a luz proveniente do sol e o vento são fontes de energia intermitentes, que não estão disponíveis a todo tempo.
Ao utilizar as tecnologias dos sistemas de armazenamento de energia, não só será possível aumentar a eficiência no uso da energia gerada, como também a demanda que essas fontes poderão atender.
Qual a definição de armazenamento de energia e como ele funciona?
O conceito de armazenamento de energia se assemelha muito à armazenagem de um produto em si, que você estoca em um armazém. Mas neste caso, o armazenamento é feito por sistemas que se utilizam de diferentes tecnologias para armazenar energia. As tecnologias disponíveis são categorizadas como:
- baterias de estado sólido
- baterias de fluxo
- volantes de inércia
- ar comprimido
- bombeamento hidráulico
- armazenamento térmico
Os sistemas de armazenamento, geralmente, são utilizados em equipamentos eletrônicos que precisam funcionar sem estarem conectados na tomada e em lugares remotos, sem acesso à rede elétrica. Eles também são usados para sanar inconformidades entre oferta e demanda de energia na rede.
Tipos de armazenamento de energia
O armazenamento de energia pode ser utilizado com os seguintes objetivos:
- Para empresas e indústrias: para reduzir custos com a fatura e demanda de energia;
- Para residências: para consumidores que buscam melhor utilização da energia proveniente dos sistemas fotovoltaicos;
- Centralizado: como alternativa para as grandes usinas a gás ou diesel/óleo, que são acionadas em horário de maior demanda;
- Para dar suporte à transmissão e distribuição: feito por meio da instalação de sistemas de armazenamento próximos às subestações para estabilizar a rede elétrica;
- Para dar suporte às usinas renováveis: com o objetivo de suprir as inconsistências da geração de energia solar e eólica.
Por que investir no armazenamento de energia?
Um dos principais benefícios do armazenamento é a possibilidade de utilizar a energia de uma forma mais eficiente e estratégica. Permitindo que ela seja vendida e consumida ao longo do tempo e não apenas sob demanda. Isso porque existem períodos em que a energia é vasta. A exemplo dos meses chuvosos, que facilitam a geração de energia por usinas hidrelétricas.
Mas, nem sempre existe essa constância, por isso a necessidade de aderir aos sistemas de armazenamento de energia. Eles proporcionam outros benefícios, como:
- Segurança energética – Aumento na flexibilidade de energia e na capacidade de potência disponível para suprir demandas extras. O armazenamento também é útil para garantir estabilidade e confiabilidade em locais onde há frequência de quedas de energia;
- Sustentabilidade – o armazenamento é uma opção que não gera poluição e ainda ajuda a aproveitar ao máximo as energias provenientes de fontes sustentáveis;
- Faturas de energia elétrica mais baixas – o uso de sistemas de armazenamento permitem otimizar o uso da energia, aplicando-a melhor e diminuindo a dependência da rede elétrica da concessionária.
Gerenciamento do armazenamento de energia
Sistemas de gerenciamento têm entre suas finalidades introduzir inteligência para a tomada de decisão, ser o “cérebro” do sistema. Um gerenciador de armazenamento permite monitorar e otimizar momentos de carga e despacho, sendo fundamental para manter níveis de segurança, desempenho, taxas de carga e longevidade das tecnologias.
Monitorar e controlar os níveis de segurança está diretamente relacionado ao acompanhamento de grandezas importantes, e a manutenção destas grandezas dentro de seus limites operacionais seguros. Por exemplo, para baterias de íons de lítio, monitora-se níveis de tensão, corrente e temperatura. E alterações severas desses parâmetros podem gerar, além de degradação da vida útil do sistema, risco de incêndios e explosões.
As grandezas coletadas são fundamentais para habilitar uma série de cálculos, as chamadas “estimativas de estado” que podem incluir: potência, energia, estado de carga (SoC – State of Charge) e estado de saúde (SoH – State of Health).
Além disso, os sistemas de gerenciamento geralmente vem acompanhado de uma interface com o usuário que pode, a depender da robustez tecnológica, desde acompanhar valores medidos e/ou estimados, até realizar acionamentos em tempo real ou agendados.
Benefícios de sistemas de gerenciamento
Os sistemas de gerenciamento de armazenamento de energia utilizam inteligência embarcada para decidir quando carregar (armazenar energia) e quando descarregar (fornecer energia). Comumente buscando maximizar o autoconsumo, disponibilizando a energia para atender o máximo consumo local, evitando consumi-la da rede principal e impedindo picos de carga – especialmente a ultrapassagem de demanda, quando houver demanda contratada.
Tudo isso de forma automática e respeitando limites operacionais seguros e recomendados para o sistema de armazenamento. Essas tecnologias são benéficas:
Para o usuário final
- com mais economia na futura de energia
- otimização dos investimentos em ativos energéticos
- redução do impacto em CO2 (maximiza o uso de recursos próprios e sustentáveis, geralmente)
- redução da dependência da rede, dando mais autonomia e confiabilidade na operação
Para a distribuidora ou transmissora
- permitindo controle e maximização da operação de flexibilidade
- correção/redução do congestionamento de rede e atendimento de picos de demandas estrategicamente
Para geradores de energia
- com minimização de desequilíbrios entre geração e consumo
- aumento da previsibilidade da geração
- capacitação da arbitragem de energia
É comum que sistemas de gerenciamento estejam associados a outras plataformas de inteligência, que ampliem o valor da oferta. Como sistemas de gestão de energia que podem otimizar ainda mais o consumo frente a geração, integrando as análises e decisões com dados de mercado: tarifa, bandeiras, horários de ponta e fora ponta, previsão do tempo, previsão de energia, previsão de preços.
