O período noturno, do ponto de vista dos sistemas solares fotovoltaicos (PV), é efetivamente de 16 horas em média, sendo mais longo no inverno e mais curto no verão. Como podemos cobrir a demanda de eletricidade durante a noite em um sistema de energia renovável?
De longe, as tecnologias de armazenamento mais importantes são o armazenamento hidrelétrico por bombeamento e as baterias, tanto em termos de capacidade (GW) quanto de energia (GWh).
Além disso, o vento é ótimo porque muitas vezes sopra à noite. Em alguns lugares, eólica e solar são correlacionadas de forma contra-acentuada. Transferir cargas da noite para a diurna também é útil. Geração hidroelétrica, geotérmica, bioenergia e nuclear despachável ajudam, embora sejam pequenas ou inexistentes na maioria dos países.
O crescimento e ascensão das instalações solares nos telhados, fazendas solares e eólicas força grandes mudanças na operação das redes elétricas. Normalmente, a geração de carvão e gás é pressionada por preços baixos ou negativos durante o dia e aprende a operar de forma flexível. A redução do sol e do vento é frequente.
As figuras 1 e 2 mostram a geração da meia-noite à meia-noite com média de 28 dias em fevereiro (final do verão) no Mercado Nacional de Eletricidade (NEM) da Austrália e no estado da Austrália do Sul.
No NEM, a geração média de carvão variou de 16 GW durante o pico noturno até 10 GW por volta do meio-dia. A maior parte do carvão será aposentada à medida que o NEM caminha para 82% de renováveis em 2030.
Na Austrália do Sul (Figura 2), o carvão já foi aposentado. Solar e eólica estão encaminhando para atingir 100% da demanda em média em 2027. O equilíbrio é fornecido por gás, baterias, comércio de eletricidade com estados do leste e superconstrução de energia solar e eólica, juntamente com a frequente redução de energia.
Na maioria dos sistemas de eletricidade renovável, é necessária uma grande quantidade de armazenamento para rodar durante a noite, e em dias e semanas úmidos e sem vento.
As baterias estão ganhando importância rapidamente devido à implantação de muitas grandes baterias utilitárias (tipicamente de 2 a 4 horas) e a um grande programa de suporte de baterias domésticas. Bateria e capacidade energética suficientes para cobrir a maioria dos horários de pico da noite e da manhã estarão disponíveis em breve, o que moderará muito os preços. O foco no equilíbrio então muda para noites caras, e clima úmido e sem vento.
De forma geral, é necessário um armazenamento de 16 horas em média para cobrir a noite entre dois dias ensolarados. A cobertura para um dia nublado exige 40 horas de armazenamento, enquanto uma semana nublada exige 160 horas de armazenamento. O armazenamento dessa duração está muito além do alcance das baterias atuais, mas está bem dentro do alcance do armazenamento por bombeamento.
A Figura 3 mostra estimativas recentes de custo de capital feitas pela GenCost para armazenamento em função da duração. Essas estimativas são amplamente utilizadas na Austrália. Comparando baterias utilitárias no ano de 2055 com hidrelétricas por bombeamento, o ponto de interseção tem cerca de 30 horas de duração.
No entanto, a vida útil técnica da energia hidrelétrica bombeada é de 150 anos em comparação com as baterias de 20 anos, o que desloca o ponto de cruzamento para uma duração muito menor, dependendo principalmente da taxa de desconto assumida. O armazenamento hidrelétrico por bombeamento deve permanecer altamente competitivo para armazenamento durante a noite e por mais tempo.
Também é exibida a energia hidrelétrica Snowy 2.0 bombeada, que armazena 350 GWh de energia (13 kWh por australiano) com duração de 160 horas, e será concluída em 2028 a um custo de cerca de $10 bilhões ($29/kWh). Snowy 2.0 pode gerar a 2,2 GW por 10 horas na maioria das noites e pode ser recarregado quando está ensolarado e ventando. Em um ano, isso rende 8000 GWh. Importante destacar que o Snowy 2.0 pode gerar em ritmo acelerado por 160 horas durante uma semana ocasional de chuva e sem vento de alto custo. Ao longo de seus 150 anos de existência, o custo de capital do Snowy 2.0 é inferior a um centavo por australiano por dia.
A maioria dos países e regiões possui muitos locais que igualam a qualidade do Snowy 2.0 e podem oferecer armazenamento de baixo custo e longa vida útil.
Autores: Prof. Ricardo Rüther (UFSC), Prof. Andrew Blakers /ANU
ISES, International Solar Energy Society, é uma ONG credenciada pela ONU, fundada em 1954, que trabalha em prol de um mundo com 100% de energia renovável para todos, utilizada de forma eficiente e responsável.
Os pontos de vista e opiniões expressos neste artigo são dos próprios autores, e não refletem necessariamente os defendidos pela pv magazine.
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.