Marco Togniazzolo

O armazenamento, é sabido, tem ocupado posição de destaque nas instalações de sistemas de fornecimento de energia. Mais que um componente do sistema, o armazenamento é protagonista da solução uma vez que não só potencializa soluções, mas viabiliza as instalações em muitos casos. Inversão de fluxo, curtailment, clipping e PLD horário são alguns fatores que, por si só, já justificam o uso de baterias para armazenar energia para usá-la quando e como for preciso, mas o crescente uso das baterias vai muito além deles. O armazenamento aumenta a previsibilidade no sistema elétrico e diminui em muito a dependência do acionamento de usinas térmicas que são caras e poluentes e que, ainda hoje, são usadas em horários de maior demanda para garantir a energia elétrica aos centros consumidores. Além de oferecerem uma resposta quase imediata às variações das demandas de consumo – coisa não conseguida pelas térmicas - o uso das baterias ainda reduz os custos com a produção da energia elétrica, reduz os impactos ambientais, melhoram a estabilidade da rede e traz a necessária segurança ao setor elétrico. É lógico então pensar que, se o sistema elétrico é dinâmico e suas necessidades são cada vez maiores e mais diversificadas, as baterias devem acompanhar tais movimentos. Em boa parte, esse raciocínio está correto e é patente o desenvolvimento de soluções de baterias cada vez mais eficientes, com maior densidade energética e ainda maior segurança são a grande busca dos fabricantes de células, de baterias e de sistemas. Para analisar as tendências e caminhos que esses componentes estão tomando usaremos dados e fatos obtidos em visitas a três feiras internacionais realizadas este ano. A feira de Sistemas de Armazenamento de Energia em Pequim e a SNEC em Shanghai, ambas na China e na Intersolar de Munique na Alemanha. Se, nessas três feiras não vimos novidades ou lançamentos que nos surpreendessem como em anos passados, sentimos que os caminhos que as empresas estão tomando são os de melhorias dos equipamentos que já existem no mercado e que já estão sendo usados nas instalações. Falando de células, há alguns anos temos visto que a busca de maior capacidade de armazenamento é o caminho que as indústrias estão buscando. Células com capacidades cada vez maiores para compor bancos de baterias igualmente maiores têm sido tônica nos últimos anos de feiras. Há poucos anos, as células de lítio que antes armazenavam 50Ah ou 75Ah já deram lugar para as células de 128Ah de 2 anos atrás chegando às de 280Ah do ano passado e que já estão sendo trocadas por células de 314Ah e até maiores. Isso quer dizer que as células estão armazenando mais energia pois a necessidade de armazenamento tem aumentado no mundo inteiro. As células de Lítio Ferro Fosfato continuam sendo a maioria no mercado, mas tenho acompanhado muito de perto as células de íons de sódio avançando rapidamente entre outras tecnologias. O aumento da capacidade das células não necessariamente quer dizer que está no mesmo ritmo do aumento da densidade energética, ou seja, uma célula com o dobro da capacidade de uma antecessora sua não tem metade do seu volume ou peso. A densidade não aumentou tanto quanto a oferta da capacidade. A tecnologia tem seus limites e entendo que os aumentos de densidade têm sido menores a cada ano, o que sugere que estamos chegando próximos ao limite imposto pela química usada. Uma preocupação da indústria tem se voltado muito para a extração de calor de dentro das células, pois toda reação química em células de lítio produz calor, umas mais e outras menos, mas todas produzem esse aumento de temperatura que pode comprometer o desempenho e até mesmo a segurança da bateria. Para reduzir esse problema de extração de calor, as indústrias têm se aprimorado em criar sistemas e soluções e aqui entra em cena a refrigeração das células com o uso de líquidos o que torna a troca de calor muito mais eficiente que a troca com o ar, mesmo que o ar-condicionado. Essa solução já é largamente usada em módulos de células e em sistemas BESS de várias marcas. Outra tecnologia que está ganhando força e tornando-se aliada da segurança e da eficiência das células é o uso do eletrólito sólido (solid state). O eletrólito é um dos componentes internos das células e que viabilizam a eficiente troca de elétrons entre os eletrodos e ele era, até agora, majoritariamente líquido ou gel. Com a adoção do eletrólito na forma sólida tanto a eficiência na carga ou na descarga quanto a segurança são aumentadas várias vezes. Mais que a troca ou o aparecimento de várias tecnologias, as indústrias estão investindo nas soluções que já estão mais maduras. Temos as baterias de fluxo? Sim, bem como as baterias de areia ou outros tipos, mas é notória a superioridade das LFP e das Na+. Colocar mais energia nas células (mesmo que em tamanhos maiores) traz um problema sério. Se algo der errado, como manusear tanta energia? Como proteger as instalações de tal quantidade de energia? Para ajudar na solução desses problemas os sistemas de armazenamento tem contado com BMS (Battery Management System), os circuitos eletrônicos que controlam, monitoram e protegem o funcionamento das células, implementados com recursos de Inteligência Artificial (IA) para garantir que os problemas sejam detectados com maior antecedência e que as ações de mitigação sejam mais rápidas e mais corretas. A IA tem colaborado também para maior vida útil desses sistemas de armazenamento e para o melhor controle deles, proporcionando maior eficiência do sistema como um todo. Todos esses avanços estão sendo acompanhados de uma drástica queda nos preços das células, e consequentemente das soluções de armazenamento. Em um ano o preço despencou algo próximo de 25% e continua caindo ainda que com menor força. Em resumo, a tecnologia continua avançando e melhores soluções estão sendo apresentadas e aplicadas a cada dia que passa. E o Brasil, com seu enorme potencial de aplicação para o armazenamento, ainda conta com o que está sendo apresentado em feiras mundo afora. Estamos ainda com acesso às novas tecnologias e sendo assediados cada vez mais por empresas fabricantes e integradoras para que o uso das baterias seja cada vez mais popular.

Marco Togniazzolo

Matérias publicadas

Por onde anda e para onde vamos com as células e baterias de lítio

Projeto de sistema fotovoltaico robusto de acordo com normas técnicas