A empresa norueguesa SINTEF desenvolveu um sistema de armazenamento de calor baseado em materiais de mudança de fase (PCM) para apoiar a produção fotovoltaica e reduzir picos de carga. O contêiner da bateria contém 3 toneladas de biocera líquida à base de óleo vegetal e está superando as expectativas na planta piloto.
O instituto de pesquisa independente norueguês SINTEF desenvolveu uma bateria baseada em PCM capaz de armazenar energia eólica e solar como energia térmica usando uma bomba de calor.
Os PCMs podem absorver, armazenar e liberar grandes quantidades de calor latente dentro de uma determinada faixa de temperatura. São frequentemente utilizados em pesquisas para resfriar e manter aquecidos módulos fotovoltaicos.
“Uma bateria térmica pode usar qualquer fonte de calor, desde que o líquido de arrefecimento forneça calor à bateria térmica e o remova”, disse o pesquisador Alexis Sewalt à pv. “Neste caso, a água é o meio de transferência de calor, pois é uma boa opção para a maioria dos edifícios. Nossa tecnologia também pode ser usada em processos industriais, utilizando fluidos pressurizados de transferência de calor, como dióxido de carbono pressurizado, para resfriar ou congelar processos industriais.”
Os cientistas colocaram o que chamam de "biobateria" em um recipiente prateado contendo 3 toneladas de PCM, uma biocera líquida à base de óleos vegetais. Relata-se que ela é capaz de derreter à temperatura corporal, transformando-se em um material cristalino sólido quando "fria" abaixo de 37 graus Celsius.
“Isso é alcançado por meio de 24 placas de amortecimento, que liberam calor para a água do processo e atuam como transportadores de energia para desviá-lo do sistema de armazenamento”, explicaram os cientistas. “O PCM e as placas térmicas, juntos, tornam o Thermobank compacto e eficiente.”
O PCM absorve muito calor, mudando seu estado físico de sólido para líquido, e então libera calor à medida que o material se solidifica. As baterias podem então aquecer água fria e liberá-la nos radiadores e sistemas de ventilação do edifício, fornecendo ar quente.
“O desempenho do sistema de armazenamento de calor baseado em PCM foi exatamente o que esperávamos”, disse Sevo, observando que sua equipe vem testando o dispositivo há mais de um ano no laboratório ZEB, administrado pela Universidade Norueguesa de Pesquisa (NTNU). “Utilizamos o máximo possível da energia solar do próprio edifício. Também consideramos o sistema ideal para o chamado pico de resfriamento.”
De acordo com a análise do grupo, carregar biobaterias antes do horário mais frio do dia pode ajudar a reduzir significativamente o consumo de eletricidade da rede, aproveitando ao mesmo tempo as flutuações do preço à vista.
"Como resultado, o sistema é muito menos complexo do que as baterias convencionais, mas não é adequado para todos os edifícios. Como uma tecnologia nova, os custos de investimento ainda são altos", afirmou o grupo.
A tecnologia de armazenamento proposta é muito mais simples do que as baterias convencionais porque não requer nenhum material raro, tem uma vida útil longa e requer manutenção mínima, de acordo com a Sevo.
“Ao mesmo tempo, o custo unitário em euros por quilowatt-hora já é comparável ou inferior ao das baterias convencionais, que ainda não são produzidas em massa”, disse ele, sem especificar detalhes.
Outros pesquisadores do SINTEF desenvolveram recentemente uma bomba de calor industrial de alta temperatura que pode usar água pura como fluido de trabalho, cuja temperatura chega a 180 graus Celsius. Descrita pela equipe de pesquisa como "a bomba de calor mais quente do mundo", ela pode ser usada em uma variedade de processos industriais que utilizam vapor como transportador de energia e pode reduzir o consumo de energia de uma instalação em 40 a 70%, pois pode recuperar calor residual de baixa temperatura, de acordo com seu criador.
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Você não verá nada aqui que não funcione bem com areia e retenha calor em temperaturas mais altas, então calor e eletricidade podem ser armazenados e produzidos.
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