As baterias de Carnot são uma nova e eficiente opção para sincronizar as energias solar e eólica com a demanda contínua da rede elétrica, armazenando eletricidade na forma de calor e alcançando até 70% de recuperação do excedente de energia renovável, tornando-se uma solução promissora para gerenciamento de energia. Equipes da Universidade de Bayreuth estão otimizando essas baterias para uso em larga escala, buscando encontrar os fluidos de trabalho ideais e reduzir a pegada ambiental desses sistemas de armazenamento
Uma nova e eficiente opção para sincronizar as energias solar e eólica com a demanda contínua da rede elétrica é o uso inovador das baterias de Carnot. Em vez de recorrer a baterias convencionais ou de fluxo, cujo custo é elevado, as baterias de Carnot armazenam a eletricidade na forma de calor.
(Universidade de Bayreuth / ZET)
O nome dessas baterias é uma homenagem ao renomado físico francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), fundador da termodinâmica, que calculou a conversão ideal de calor em trabalho.
Uma bateria de Carnot é composta por três componentes interligados em série: uma bomba de calor de alta temperatura, uma unidade de armazenamento de calor e um motor térmico. A bomba de calor converte a eletricidade proveniente das fontes intermitentes em calor, que é armazenado para uso posterior na unidade de armazenamento.
Quando necessário no mercado de energia, o motor térmico é acionado para liberar o calor armazenado, permitindo sua conversão em eletricidade novamente. Essa configuração cria um eficiente sistema de eletricidade-calor-eletricidade, tornando as baterias de Carnot uma solução promissora para o gerenciamento do excedente de energia renovável.
(Universidade de Bayreuth / ZET)
Uma equipe da Universidade de Bayreuth, na Alemanha, está desenvolvendo um projeto ambicioso para otimizar as baterias de Carnot e torná-las viáveis para uso em grande escala. A equipe está focada em encontrar os fluidos de trabalho ideais para esses sistemas de energia e otimizar cada componente, visando a integração completa à rede de distribuição.
Os resultados iniciais das plantas de demonstração mostram que as baterias de Carnot podem alcançar alta eficiência cíclica, com a capacidade de recuperar até 70% do excesso de eletricidade proveniente de fontes renováveis. Os custos de armazenamento por quilowatt-hora são comparáveis aos de plantas de armazenamento bombeado ou baterias eletroquímicas, como as de lítio.
O trabalho concentra-se na identificação precisa das propriedades termoquímicas das baterias de Carnot, bem como nos testes práticos dos fluidos para garantir o correto funcionamento do sistema como um todo. A equipe está particularmente preocupada com a pegada ambiental desses sistemas de armazenamento, buscando minimizar o potencial de aquecimento local.
Com a coleta da maior parte dos dados já concluída, o projeto agora avança para a exploração de misturas especiais de hidrocarbonetos naturais e refrigerantes insaturados parcialmente halogenados. O objetivo é tornar as baterias de Carnot uma solução eficiente, segura e ambientalmente amigável para a integração em larga escala de energias renováveis na rede de distribuição.
(Engenhariae)