O aumento do custo da eletricidade fez com que as pessoas optassem pela energia solar. Certo? Essa energia renovável é armazenada nos sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS). Esse sistema nos permite armazenar energia nas baterias e utilizá-la com eficiência posteriormente. É interessante notar que há diferentes tipos de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS).
Cada tipo de BESS oferece propostas de valor exclusivas. Alguns são baratos, mas sua durabilidade e capacidade de armazenamento de energia são um pouco fracas. Por outro lado, há tipos de BESS premium, mas seu custo é muito alto. Neste artigo, explicarei todos os tipos de BESS e suas principais especificações. Isso o ajudará a escolher o sistema de armazenamento de bateria correto.
Por que precisamos de armazenamento de bateria?
No artigo anterior, discuti todas as Noções básicas sobre sistemas de armazenamento de energia por bateria. Você deve consultá-lo para obter uma compreensão detalhada desse sistema. Vamos dar uma olhada rápida no motivo pelo qual esse sistema de armazenamento é essencial.
- Primeiro, as fontes de energia renováveis, como a solar ou a eólica, são limitadas. Se houver sol, a energia solar será produzida. À noite, essa fonte de energia não está disponível. Durante o dia, você pode armazenar a energia solar em baterias. Quando o sol se põe, você pode usar a energia armazenada durante a noite.
- O sistema de bateria também é útil se você depender totalmente de estações de rede para suas necessidades de energia. Nos horários de pico, os custos de eletricidade (das estações da rede) são altos. Você pode armazenar energia durante os períodos de baixa demanda. Em seguida, você pode utilizar essa energia armazenada durante os horários de pico, em vez de retirá-la da estação da rede. Isso reduzirá significativamente sua conta de eletricidade.
- As interrupções de energia são um problema sério em muitas áreas. Quando a estação da rede não consegue atender à demanda de eletricidade, isso resulta em interrupções. No entanto, as pessoas usam essas baterias para armazenar energia. Durante uma falta de eletricidade, elas passam a usar as baterias como reserva de energia. Dessa forma, elas mantêm um fornecimento ininterrupto de energia.
- As estações de rede também usam grandes BESSs para atender a picos repentinos de demanda. O governo também está se voltando para a energia renovável devido ao seu baixo custo. Assim, as estações de rede armazenam essa energia e obtêm lucro vendendo-a aos clientes. Lembre-se de que as fontes convencionais de energia são muito caras.
Tipos de sistemas de armazenamento de energia por bateria (BESS)
Entende por que o BESS é importante e está se tornando cada vez mais popular? Vamos passar ao nosso tópico principal, que diz respeito aos vários tipos de sistemas de armazenamento. Nesta seção, discutiremos os prós e contras de cada tipo de BESS. Isso o ajudará a tomar uma decisão informada ao selecionar um BESS.
1- Baterias de íon-lítio
As baterias de íons de lítio são as opções mais comuns e confiáveis do mercado. Seu funcionamento é baseado no movimento dos íons de lítio. Esses íons se movem ou fluem entre os eletrodos das baterias durante a carga e a descarga.
Essas baterias podem ser usadas para armazenar energia renovável e convencional a longo prazo. O que eu gosto nessas baterias é sua versatilidade. Elas são pequenas o suficiente para serem usadas em smartphones e laptops. Os tamanhos maiores dessas baterias são padrão em veículos elétricos e outras aplicações de ponta.
A densidade de energia dessas baterias supera a de suas contrapartes. Isso significa que ela armazena mais energia e dura muitas horas de uso constante, dependendo de seu tamanho. No entanto, essas baterias podem superaquecer se não forem gerenciadas adequadamente.
Essa desvantagem pode representar riscos à segurança, aumentando o risco para os usuários. No entanto, as baterias de íons de lítio modernas e de última geração vêm com sensores e um BMS dedicado. Esses sistemas detectam o aquecimento das baterias e fornecem atualizações. O preço das baterias de íons de lítio é muito alto, mas vale a pena devido aos seus milhares de ciclos de carga.
2- Baterias de chumbo-ácido
Como mencionei anteriormente, as baterias de íons de lítio são premium e muito caras. Sua faixa de preço mais alta pode ser um grande problema para muitos. Se você é uma dessas pessoas, não se preocupe! Essas baterias de chumbo-ácido são uma opção acessível, oferecendo um ótimo desempenho. Elas vêm com placas de chumbo dedicadas e ácido sulfúrico.
Ocorre uma reação química entre o chumbo e o ácido sulfúrico. Essa reação química facilita a carga e a descarga dessas baterias. É interessante notar que essas baterias estão entre as tecnologias mais antigas e desatualizadas. Sua eficiência de armazenamento de energia é de cerca de 70-80%, que é inferior à das baterias de íons de lítio.
Além disso, o tamanho grande e o volume dessas baterias são um grande problema. Devido ao seu enorme tamanho, elas ocupam uma quantidade considerável de espaço. Em geral, são usadas por grandes empresas e bancos comerciais. Quando se trata de uso domésticoEm meados dos anos 90, as baterias de lítio as substituíram. O motivo é que elas são compactas e oferecem excelente eficiência energética.
3- Baterias de níquel-cádmio (Ni-Cd)
Essas baterias são conhecidas por sua durabilidade e desempenho duradouro. Elas oferecem milhares de ciclos de recarga com eficiência energética ideal. O hidróxido de óxido de níquel e o cádmio metálico são usados como eletrodos nessas baterias. No passado, esse tipo de bateria era usado em dispositivos pequenos e compactos.
O que eu gosto nessas baterias de níquel-cádmio é seu design robusto. Os fabricantes usam material de alta qualidade em sua fabricação. Além disso, essas baterias podem suportar temperaturas mais altas, o que é uma vantagem significativa. Usá-las em condições de alta temperatura não afetará seu desempenho. Elas oferecem um longo ciclo de vida, mas têm um problema de "efeito memória".
Isso significa que você terá que descarregar completamente essas baterias antes de recarregá-las. Se você carregá-las sem descarregar completamente, sua capacidade de armazenamento de energia será reduzida. Devido a esses problemas, as pessoas preferem usando baterias de íons de lítio sobre esse tipo de bateria. Atualmente, elas são usadas quando é necessária resistência a altas temperaturas.
4- Baterias de sódio-enxofre (NaS)
Essas baterias de sódio-enxofre são menos comumente usadas em aplicações de rotina. Muitas pessoas talvez nunca tenham visto esse tipo de bateria. O motivo é que elas são usadas apenas em grande escala. Por exemplo, somente usinas de energia e estações de rede as utilizam para armazenar e atender às demandas de energia. Você pode se perguntar por que esses tipos de baterias são menos comuns.
Eles usam sódio e enxofre para armazenar energia. Esses materiais devem estar em um estado fundido para armazenar a energia. Essas baterias exigem uma alta temperatura (300 a 350°C) para derreter o material. Não é possível fornecer uma temperatura tão alta no uso rotineiro. Portanto, elas não são preferidas para uso doméstico.
Além disso, essas baterias exigem manutenção regular e adesão a protocolos de segurança. Um pequeno vazamento ou incêndio pode resultar em uma grande explosão. O que eu adoro nessas baterias é que elas têm excelente densidade de energia. Elas podem armazenar grandes quantidades de energia de forma eficiente. Além disso, elas podem durar mais de 10 anos sem mostrar qualquer sinal de deterioração.
5- Baterias de estado sólido
Como você sabe, as baterias convencionais utilizam eletrodos líquidos. As cargas se movem através desse líquido e alcançam o eletrodo. Certo? Entretanto, essas baterias de estado sólido diferem pelo fato de não usarem um eletrólito líquido. Em vez disso, elas usam materiais sólidos (como o metal) como eletrodos. Esse material permite o movimento de cargas positivas e negativas.
Como resultado, os problemas de vazamento são significativamente minimizados. Além disso, essas baterias não pegam fogo, pois não têm nenhum eletrólito inflamável. Portanto, você pode usá-las mesmo em temperaturas muito altas. Sua capacidade de energia é ótima, o que as torna uma opção ideal para serem usadas em veículos elétricos. Eu as considero opções superiores às baterias de lítio ou chumbo-ácido.
Destaque rápido: Como mencionado acima, essas baterias usam materiais sólidos como eletrodos. Esses materiais de estado sólido são caros e de alta qualidade. Por esse motivo, esses tipos de baterias não são adequados para uso doméstico. No entanto, elas têm um futuro brilhante e são consideradas para uso em veículos elétricos.
6- Baterias de zinco-ar
Essas são as baterias mais baratas que oferecem um ótimo armazenamento de energia. Sua operação é baseada em zinco metálico e oxigênio do ar. Você pode armazenar tanto energia renovável quanto convencional energia nessas baterias. O zinco reage com o oxigênio para gerar eletricidade durante seu uso. Você pode se perguntar de onde vem esse oxigênio.
Essas baterias têm pequenos orifícios. O ar entra por esse orifício. Como você sabe, o ar tem oxigênio e ele reage com o zinco. Como resultado da reação entre o zinco e o oxigênio, a eletricidade é produzida. Lembre-se de que essas baterias são compactas, leves e muito econômicas. Além disso, o material de zinco é ecologicamente correto, o que o torna seguro para o meio ambiente.
Fatores a serem considerados na escolha de qualquer tipo de BESS
Como eu disse anteriormente, há diferentes tipos de sistemas de armazenamento de bateria. Devido às inúmeras opções, pode ser confuso escolher um entre eles. Na seção abaixo, discutirei algumas considerações importantes. Ao segui-las, você poderá selecionar um BESS confiável.
- O tipo de bateria que você escolher deve ter uma capacidade de energia maior.
- A potência de saída da bateria é outro parâmetro crítico. Recomenda-se a escolha de uma bateria com maior potência de saída. Essas baterias oferecem maior fornecimento de energia durante seu uso.
- Selecione baterias que ofereçam um ciclo de vida mais longo. Essas baterias de íons de lítio são a melhor opção. Elas oferecem maior ciclo de vida e duram mais do que qualquer outro tipo.
- O tamanho e o peso das baterias são outros parâmetros importantes. Recomendo escolher uma bateria que seja compacta e leve. As baterias de íons de lítio são mais compactas sem comprometer sua capacidade de armazenamento.
- As baterias antigas costumavam ser fornecidas sem sensores ou BMS. Essas baterias são arriscadas, pois não conseguem detectar seus problemas de aquecimento. Recomendo escolher BESS com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) otimizado.
- A bateria que você escolher não deve exigir manutenção regular. Isso reduzirá os custos de manutenção, e a manutenção será acessível. As baterias de íons de lítio estão ganhando popularidade porque exigem manutenção mínima.
Conclusão
Então, qual BESS (Battery Energy Storage System) você deve escolher? Bem, a resposta a essa pergunta varia de acordo com as necessidades e o orçamento do usuário. No entanto, considero as baterias de íons de lítio a melhor opção. Em primeiro lugar, elas são seguras, eficientes em termos de energia e fáceis de manter.
Além disso, seu tamanho compacto é um recurso que os torna ideais para espaços apertados. Entretanto, seus preços geralmente são altos, o que pode ser uma desvantagem. Neste artigo, discuti várias opções que você pode considerar. Independentemente do tipo de bateria que você escolher, certifique-se de que ela atenda aos padrões que discuti na conclusão.