A energia solar é uma fonte de energia renovável limpa e abundante que pode ajudar a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e a combater as alterações climáticas. No entanto, a energia solar também é variável e incerta, o que significa que depende do clima e da hora do dia. Isto representa um desafio para áreas com escassez de electricidade, onde a energia fiável e acessível é essencial para o desenvolvimento e o bem-estar humano.
Tecnologias de armazenamento de energia: uma solução chave
Uma forma de superar a variabilidade e a incerteza da energia solar é armazená-la quando for abundante e utilizá-la quando for necessária. O armazenamento de energia pode ajudar a suavizar picos e quedas na procura e no fornecimento de eletricidade, bem como fornecer energia de reserva em caso de falhas na rede ou emergências.
Existem diferentes tipos de tecnologias de armazenamento de energia que podem ser utilizadas com energia solar, tais como:
Baterias: Esses dispositivos convertem a energia química armazenada em energia elétrica. Podem ser utilizados em diferentes escalas, desde o nível doméstico até ao nível da rede, e tornaram-se mais baratos e mais eficientes nos últimos anos. Por exemplo, a instalação de armazenamento de energia Moss Landing, na Califórnia, EUA, é o maior sistema de armazenamento de energia de bateria do mundo até agora, com capacidade de 300 megawatts.
Hidro bombeada: Este método envolve bombear água morro acima em momentos de baixa demanda de energia e liberá-la através de turbinas para gerar eletricidade em momentos de alta demanda. É a forma mais utilizada de armazenamento de energia, especialmente para aplicações em larga escala. Espera-se que a energia hidrelétrica, incluindo o armazenamento reversível, continue sendo a maior fonte mundial de geração de eletricidade renovável.
Armazenamento de energia térmica: Esta técnica envolve armazenar calor ou frio em materiais como água, sal fundido, gelo ou materiais de mudança de fase. Pode ser usado para fornecer aquecimento ou resfriamento para edifícios ou processos industriais, ou para produzir eletricidade usando turbinas a vapor ou motores térmicos. Prevê-se que o armazenamento de energia térmica triplique de tamanho até 2030.
Armazenamento de energia mecânica: Esta abordagem aproveita o movimento ou a gravidade para armazenar eletricidade. Os exemplos incluem volantes, ar comprimido e sistemas baseados em gravidade. Estas tecnologias podem fornecer uma resposta rápida e flexível às flutuações da rede e aos problemas de qualidade de energia.
Tecnologias de armazenamento de energia: um desafio fundamental
Embora o armazenamento de energia possa oferecer muitos benefícios para a integração da energia solar em áreas com escassez de electricidade, também enfrenta muitos desafios. Alguns deles incluem:
Custo: As tecnologias de armazenamento de energia ainda são caras em comparação com as centrais eléctricas convencionais baseadas em combustíveis fósseis. O custo do armazenamento de energia depende de vários fatores, como tipo, tamanho, localização e aplicação da tecnologia. O custo nivelado de armazenamento (LCOS), que mede o custo médio por unidade de eletricidade fornecida por um sistema de armazenamento ao longo da sua vida útil, varia amplamente entre diferentes tecnologias e regiões.
Desempenho: As tecnologias de armazenamento de energia têm características diferentes em termos de capacidade energética, capacidade energética, eficiência, vida útil e impacto ambiental. Isso afeta sua adequação para diferentes finalidades e cenários. Por exemplo, as baterias podem fornecer alta potência por curtos períodos, enquanto a hidrelétrica bombeada pode fornecer baixa potência por longos períodos. Além disso, algumas tecnologias de armazenamento de energia podem degradar-se com o tempo ou perder eficiência devido à ciclagem ou à autodescarga.
Confiabilidade: As tecnologias de armazenamento de energia têm de ser suficientemente fiáveis para satisfazer a procura de electricidade em zonas com escassez de electricidade, onde os cortes de energia podem ter consequências graves para a saúde, a educação e as actividades económicas. Contudo, a fiabilidade do armazenamento de energia depende da disponibilidade e qualidade do recurso solar, bem como da concepção e operação do sistema. Por exemplo, um estudo de Tong et al. descobriram que mesmo com transmissão perfeita e geração anual igual à demanda anual, mas sem armazenamento de energia, os sistemas com forte energia solar só poderiam satisfazer a demanda de eletricidade dos países% em 48% - 79% das horas (em comparação com 72% - 91% para sistemas com forte vento). ). Adicionar 12 horas de armazenamento poderia aumentar esse intervalo para 65%--88% para sistemas com uso intenso de energia solar (e 83%--94% para sistemas com uso intenso de vento), mas ainda deixar centenas de horas de demanda não atendida anualmente.
Conclusão
A energia solar e o armazenamento de energia podem desempenhar um papel significativo no fornecimento de energia limpa e sustentável para áreas com escassez de eletricidade. No entanto, enfrentam também muitos desafios técnicos, económicos e sociais que precisam de ser abordados. Por conseguinte, é necessária uma abordagem holística e integrada que considere não apenas os recursos solares e eólicos, mas também outras fontes renováveis, como a hidroeletricidade, a geotérmica e a biomassa; bem como outras soluções, como gestão da procura, redução e agregação regional. Além disso, o desenvolvimento do armazenamento de energia deve estar alinhado com as necessidades e preferências das comunidades locais, bem como com os impactos ambientais e sociais das tecnologias.