Artigo
Participação no desenvolvimento tecnológico do primeiro submarino brasileiro de propulsão nuclear
Um processo seletivo que envolveu mais de 70 empresas e premiou nossa capacidade de gerir projetos de alta complexidade
Quais são os principais tipos de baterias, e em que contexto eles são utilizados?
O Sistema de Armazenamento de Energia a Baterias (SAE), também chamado de BESS (em inglês Battery Energy Storage System), é um ativo importante para enfrentar os desafios do processo de transição energética que estamos vivendo, em que países de todo o planeta buscam a neutralidade de carbono. Mais que isso, o SAE tem grande valia para minimizara intermitência de energias renováveis como a solar e a eólica, chegando por isso a ser obrigatório por lei em algumas regiões, como a Califórnia, nos EUA.
O sistema elétrico no Brasil está caminhando para a ampliação do uso das energias renováveis. À medida que esse uso se expandir no SIN (Sistema Interligado Nacional), crescerá também a necessidade de uso do SAE.
Durante muitos anos houve preocupações em relação à segurança no uso de baterias, mas hoje pode-se dizer que o domínio da tecnologia as torna um recurso seguro, sendo inclusive alvo de vultosos investimentos ao redor do mundo.
O SAE pode ser implantado em redes elétricas de todos os portes e atenderá a diversas funções em toda a cadeia da energia elétrica: geração, transmissão, distribuição, junto aos consumidores e on/off-grid, com o objetivo de aumentar a confiabilidade de energia, assim como sua qualidade e retorno financeiro. Outra utilidade do SAE é a redução dos danos sociais gerados por faltas de energia. Armazenar energia significa usá-la energia em momentos de suma importância a nosso favor, orquestrando de maneira inteligente este valioso recurso.
Como crescimento das pautas ambientais em todo o globo, estima-se que as geradoras e distribuidoras venham se engajar ainda mais nos objetivos de desenvolvimento sustentável, principalmente o ODS 7 (energia limpa e acessível) e o ODS 3(saúde e bem estar), buscando melhorias para os consumidores à medida que a descentralização do grid avança.
Veja o interessante gráfico do Rock Mountaim Institute: nele, podemos constatar a contribuição e os benefícios do SAE em 3 setores básicos: na transmissão, distribuição, e antes do medidor, junto às indústrias e na geração de energias renováveis.
As baterias possuem diferentes perfis químicos: podemos citar baterias de LFP (Lítio Ferro Fosfato), NMC (Níquel Manganês Cobalto), NaS (Sódio Enxofre) e de Fluxo Redox (Vanádio, Fe, Zn-Br). A escolha de um determinado perfil depende da necessidade de cada projeto, levando em conta fatores como potência, tempo de carga/descarga e aplicação no grid, dentre outros. Selecionar o produto que se adapta melhor a um determinado projeto é de suma importância, devendo-se sempre respeitar os níveis de refrigeração e sobrecargas instantâneas informados pelo fabricante.
As baterias químicas LFP são geralmente usadas em ciclos curtos de carga e descarga, sendo por isso mais indicadas para fazer nivelamento de carga e regulação de frequência. As baterias de LiFePO4, por sua vez, são geralmente usadas em ciclos com média de duração entre 1 a 4 horas: são utilizadas para substituir geradores e UPS/backup, fazendo mitigação ponta-fora ponta. As baterias de NaS, no geral são usadas também em ciclos médios de 1 a 4 horas, porém em aplicações de regulação de frequência e nivelamento de cargas.
As baterias químicas listadas acima são encapsuladas e dispostas normalmente em racks dentro de um container com ar condicionado, integrando também o conjunto o elemento de gestão das baterias, chamado de BMS, o elemento que faz a conversão DC em AC, chamado de PCS, a chave de sincronismo, as proteções e os sistemas auxiliares, como o de combate a incêndio. A interligação dessas baterias ao grid deve ser feita com trafos, proteções, medidores, hardware EMS e o desenvolvimento de softwares próprios. Elas possuem uma vida útil máximo 15 anos, devendo ser utilizadas de forma correta para evitar que se degradem rapidamente.
Além do uso de container ou eletrocentro para agrupar os equipamentos acima, há também a possibilidade do uso de baterias em painéis ao tempo IP67 de 327,5kWh, com o BMS, o supressor de incêndio e o chiller tipo liquid cooled (glicol + água). Por pouparem gastos com o uso de ar condicionado e invólucros, esse tipo de uso reduz o preço médio da energia (R$/Wh).
Por outro lado, as baterias de fluxo possuem ciclos maiores que 4 horas (podendo durar até dias) e são utilizadas em sistemasoffgrid-24x7, mitigação p-fp e peak shaving, além de nivelamento de carga, regulação de frequência e substituição de geradores. Essas baterias não necessitam de ar condicionado e não apresentam grande degradação, já que não há reações químicas, mas apenas troca de elétrons dos eletrólitos em solução aquosa. A capacidade de energia armazenada (MWh) das baterias de fluxo é determinada pela capacidade dos tanques, e o valor da potência máxima entregue (MW) ao grid é estabelecido pela vazão das bombas de circulação do eletrólito, PCS e pela célula. São baterias que possuem uma vida útil mais longa (até 25 anos).
Mais do que possuir essas informações, no entanto, para se trabalhar com aplicações de um SAE é necessário um conhecimento avançado em sistemas elétricos, pois o sucesso do projeto depende de interligar o SAE ao grid com transformadores elevadores, chaves de proteções, medidores e hardwares, usando também do desenvolvimento de softwares e de inteligência artificial.
Além dos exemplos de aplicações citados acima, podemos ressaltar que os combustíveis fósseis(carvão, petróleo e gás) são responsáveis por 75% das emissões de gases de efeito estufa no Brasil, de forma que os SAEs podem contribuir para minimizar esses impactos tanto de maneira isolada como híbrida, se associando às energias renováveis, biomassa e biocombustíveis.
Os custos das baterias estão em declínio exponencial, e a normalização do dólar frente ao real deverá tornar estas aplicações bem mais atrativas, o que pode alavancar ainda mais seu uso na indústria, no comércio e no grid, principalmente à medida que os conhecimentos sobre SAE forem se expandindo.
Sabemos como é difícil encontrar ferramentas eficientes e soluções adequadas para seus problemas. Nosso time está à disposição para te ajudar a escolher a melhor solução, com base em nossa experiência nas mais diversas áreas da indústria.
Matéria sobre o Innovation Ecosystem: série de discussões realizadas pela Stefanini em parceria com a Fundação Dom Cabral e a Startupi, nesse episódio abordando a vertical indústria.
Artigo do nosso diretor Gustavo Brito sobre os desafios que a pandemia traz para a indústria e qual pode ser a realidade daqui em diante.
Matéria que aborda o uso de automação e integração de dados em processos logísticos, e como isso pode fazer diferença.
O Sistema de Armazenamento de Energia a Baterias (SAE), também chamado de BESS (em inglês Battery Energy Storage System), é um ativo importante para enfrentar os desafios do processo de transição energética que estamos vivendo, em que países de todo o planeta buscam a neutralidade de carbono. Mais que isso, o SAE tem grande valia para minimizara intermitência de energias renováveis como a solar e a eólica, chegando por isso a ser obrigatório por lei em algumas regiões, como a Califórnia, nos EUA.
O sistema elétrico no Brasil está caminhando para a ampliação do uso das energias renováveis. À medida que esse uso se expandir no SIN (Sistema Interligado Nacional), crescerá também a necessidade de uso do SAE.
Durante muitos anos houve preocupações em relação à segurança no uso de baterias, mas hoje pode-se dizer que o domínio da tecnologia as torna um recurso seguro, sendo inclusive alvo de vultosos investimentos ao redor do mundo.
O SAE pode ser implantado em redes elétricas de todos os portes e atenderá a diversas funções em toda a cadeia da energia elétrica: geração, transmissão, distribuição, junto aos consumidores e on/off-grid, com o objetivo de aumentar a confiabilidade de energia, assim como sua qualidade e retorno financeiro. Outra utilidade do SAE é a redução dos danos sociais gerados por faltas de energia. Armazenar energia significa usá-la energia em momentos de suma importância a nosso favor, orquestrando de maneira inteligente este valioso recurso.
Como crescimento das pautas ambientais em todo o globo, estima-se que as geradoras e distribuidoras venham se engajar ainda mais nos objetivos de desenvolvimento sustentável, principalmente o ODS 7 (energia limpa e acessível) e o ODS 3(saúde e bem estar), buscando melhorias para os consumidores à medida que a descentralização do grid avança.
Veja o interessante gráfico do Rock Mountaim Institute: nele, podemos constatar a contribuição e os benefícios do SAE em 3 setores básicos: na transmissão, distribuição, e antes do medidor, junto às indústrias e na geração de energias renováveis.
As baterias possuem diferentes perfis químicos: podemos citar baterias de LFP (Lítio Ferro Fosfato), NMC (Níquel Manganês Cobalto), NaS (Sódio Enxofre) e de Fluxo Redox (Vanádio, Fe, Zn-Br). A escolha de um determinado perfil depende da necessidade de cada projeto, levando em conta fatores como potência, tempo de carga/descarga e aplicação no grid, dentre outros. Selecionar o produto que se adapta melhor a um determinado projeto é de suma importância, devendo-se sempre respeitar os níveis de refrigeração e sobrecargas instantâneas informados pelo fabricante.
As baterias químicas LFP são geralmente usadas em ciclos curtos de carga e descarga, sendo por isso mais indicadas para fazer nivelamento de carga e regulação de frequência. As baterias de LiFePO4, por sua vez, são geralmente usadas em ciclos com média de duração entre 1 a 4 horas: são utilizadas para substituir geradores e UPS/backup, fazendo mitigação ponta-fora ponta. As baterias de NaS, no geral são usadas também em ciclos médios de 1 a 4 horas, porém em aplicações de regulação de frequência e nivelamento de cargas.
As baterias químicas listadas acima são encapsuladas e dispostas normalmente em racks dentro de um container com ar condicionado, integrando também o conjunto o elemento de gestão das baterias, chamado de BMS, o elemento que faz a conversão DC em AC, chamado de PCS, a chave de sincronismo, as proteções e os sistemas auxiliares, como o de combate a incêndio. A interligação dessas baterias ao grid deve ser feita com trafos, proteções, medidores, hardware EMS e o desenvolvimento de softwares próprios. Elas possuem uma vida útil máximo 15 anos, devendo ser utilizadas de forma correta para evitar que se degradem rapidamente.
Além do uso de container ou eletrocentro para agrupar os equipamentos acima, há também a possibilidade do uso de baterias em painéis ao tempo IP67 de 327,5kWh, com o BMS, o supressor de incêndio e o chiller tipo liquid cooled (glicol + água). Por pouparem gastos com o uso de ar condicionado e invólucros, esse tipo de uso reduz o preço médio da energia (R$/Wh).
Por outro lado, as baterias de fluxo possuem ciclos maiores que 4 horas (podendo durar até dias) e são utilizadas em sistemasoffgrid-24x7, mitigação p-fp e peak shaving, além de nivelamento de carga, regulação de frequência e substituição de geradores. Essas baterias não necessitam de ar condicionado e não apresentam grande degradação, já que não há reações químicas, mas apenas troca de elétrons dos eletrólitos em solução aquosa. A capacidade de energia armazenada (MWh) das baterias de fluxo é determinada pela capacidade dos tanques, e o valor da potência máxima entregue (MW) ao grid é estabelecido pela vazão das bombas de circulação do eletrólito, PCS e pela célula. São baterias que possuem uma vida útil mais longa (até 25 anos).
Mais do que possuir essas informações, no entanto, para se trabalhar com aplicações de um SAE é necessário um conhecimento avançado em sistemas elétricos, pois o sucesso do projeto depende de interligar o SAE ao grid com transformadores elevadores, chaves de proteções, medidores e hardwares, usando também do desenvolvimento de softwares e de inteligência artificial.
Além dos exemplos de aplicações citados acima, podemos ressaltar que os combustíveis fósseis(carvão, petróleo e gás) são responsáveis por 75% das emissões de gases de efeito estufa no Brasil, de forma que os SAEs podem contribuir para minimizar esses impactos tanto de maneira isolada como híbrida, se associando às energias renováveis, biomassa e biocombustíveis.
Os custos das baterias estão em declínio exponencial, e a normalização do dólar frente ao real deverá tornar estas aplicações bem mais atrativas, o que pode alavancar ainda mais seu uso na indústria, no comércio e no grid, principalmente à medida que os conhecimentos sobre SAE forem se expandindo.
Sabemos como é difícil encontrar ferramentas eficientes e soluções adequadas para seus problemas. Nosso time está à disposição para te ajudar a escolher a melhor solução, com base em nossa experiência nas mais diversas áreas da indústria.
Matéria sobre o Innovation Ecosystem: série de discussões realizadas pela Stefanini em parceria com a Fundação Dom Cabral e a Startupi, nesse episódio abordando a vertical indústria.
Artigo do nosso diretor Gustavo Brito sobre os desafios que a pandemia traz para a indústria e qual pode ser a realidade daqui em diante.
Matéria que aborda o uso de automação e integração de dados em processos logísticos, e como isso pode fazer diferença.