Energia

Biobateria de cera armazena energia solar e eólica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/10/2022

Alexis Sevault explicando que o dispositivo opera como um sistema biológico de armazenamento de calor.
[Imagem: Karoline Ravndal Lorentzen]

Bateria de óleo e cera

Se você já deixou óleo ou cera guardados por um tempo, percebeu que o material solidifica, tornando-se uma massa pastosa cuja consistência varia com a composição e com a temperatura ambiente.

Este é justamente o processo que engenheiros da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia usaram para criar uma bateria que armazena eletricidade por longos períodos. A ideia é guardar a energia gerada quando o Sol está brilhando e o vento está soprando, e então utilizá-la à noite ou em momentos de calmaria.

Por fora, a bateria parece um recipiente metálico simples, com uma pequena janela redonda cortada na lateral e vários tubos conectados, por onde a energia entra na forma de calor, e depois é extraída quando necessário.

A fonte de energia pode ser qualquer coisa que possa ser transformada em calor, desde a eletricidade gerada por painéis solares ou turbinas eólicas, até o calor do Sol mesmo, sem precisar de painéis solares, ou o calor residual de uma fábrica.

A "mágica" está lá dentro do recipiente metálico: Um tanque cheio de óleo vegetal.

"O aparelho contém três toneladas de uma biocera líquida à base de um óleo vegetal que não serve para ser usado como alimento," descreve Alexis Sevault, coordenador do projeto. "Da mesma forma que a água se transforma em gelo, a cera se torna um material sólido e cristalino quando fica suficientemente fria. 'Fria' para essa cera em particular significa abaixo de 37 graus."

O sistema é bastante similar ao conceito de bateria de fluxo, embora seja mais simples e use apenas materiais benignos em relação ao meio ambiente - em vez de uma reação química, como nas baterias de fluxo, a bateria de cera usa as mudanças de fase físicas, entre líquido e sólido.

A composição específica da cera foi escolhida pela equipe com base nas temperaturas típicas da Noruega, mas existem inúmeros tipos de ceras e óleos, com diferentes pontos de fusão, que podem ser usados em outros climas, cumprindo o mesmo papel com a mesma eficiência.

Isto é o que acontece com as moléculas do material de mudança de fase que é usado no sistema de armazenamento de calor.
[Imagem: Doghouse/Knut Gangåssæther]

Material de mudança de fase

A cera - ou óleo, dependendo do momento - funciona como um material de mudança de fase, que armazena calor passando para sua forma líquida, e liberando-o quando necessário.

Cerca de 90% do volume do dispositivo de armazenamento de calor é tomado pelos tanques de cera. Os outros 10% incluem um trocador de calor, com 24 placas, para injetar e extrair o calor armazenado na biocera. No processo de extração, o calor é transferido para a água, que sai por canos e pode ser aproveitada para aquecimento ou geração de eletricidade.

"O sistema de armazenamento de calor baseado em material de mudança de fase está oferecendo exatamente o desempenho que esperávamos," disse Sevault. "Estamos utilizando o máximo possível da energia solar produzida pelo próprio edifício. Também estamos descobrindo que o sistema é muito adequado para o chamado 'aplainamento de picos'."

A expressão aplainamento de picos - ou desbaste de picos - refere-se ao uso de um sistema de armazenamento para guardar a eletricidade produzida quando o Sol está brilhando e o vento está forte - os momentos de pico de produção - e usá-la à noite ou quando o vento não está soprando - os momentos de vale de geração de energia -, efetivamente aplainando essas curvas de geração de eletricidade típicas das fontes renováveis.

Agora a equipe está trabalhando para desenvolver um sistema de controle inteligente para otimizar o funcionamento da bateria. Isso permitirá que o sistema como um todo responda e seja regulado de acordo com as necessidades, incluindo previsões meteorológicas e flutuações no preço da eletricidade na rede de distribuição.