PILHAS DE COMBUSTÍVEL REGENERATIVAS USADAS NO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

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1 PILHAS DE COMBUSTÍVEL REGENERATIVAS USADAS NO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA A B C D E Nova Central de Armazenamento de Energia REGENESYS TM com capacidade de acumular 120Mwh de energia (suficiente para consumidores) e de restituir 15MW, construída ao lado da central a ciclo combinado de 680MW de Litle Barford (Inglaterra) A: Reservatórios para armazenamento dos electrólitos; B: Módulos REGENESYS C: Sistema de conversão de potência D: Sala de comando; E: Transformador 1

2 OBJECTIVOS A ATINGIR: Fornecer a energia eléctrica necessária para pôr a funcionar, sem fonte externa, a central a ciclo combinado adjacente; Eliminar os pontos máximos da rede à qual se encontra ligada (acumulação do excesso de energia produzida e restituição às horas de maior consumo). Fornecer potência reactiva PERSPECTIVAS Os profissionais do sector eléctrico estão a mostrar um grande interesse por este projecto. Face aos resultados já obtidos a Tennessee Valley Authority (TVA), 1ª fornecedora de electricidade dos Estados Unidos, decidiu construir uma central quase idêntica para reforçar a rede eléctrica nas zonas de fraca capacidade de alimentação. 2

3 PILHAS DE COMBUSTÍVEL REGENERATIVAS TECNOLOGIA REDOX-FLOW Princípio de Funcionamento A energia eléctrica é transformada em energia química potencial quando os electrólitos aquosos são carregados ; Durante a descarga, esta energia armazenada é fornecida à rede; A conversão, com elevado rendimento, de energia eléctrica em energia química e vice-versa pode repetir-se infinitamente; Necessidade de introduzir um conversor e um transformador c.c/a.c., adaptado para fazer a ligação à rede; Esta tecnologia não tem efeitos nefastos para o meio ambiente pois não há emissão de poluentes. Reservatórios dos electrólitos Módulo da pilha de combustível reversível A: Colectores de entrada do electrólito B: Eléctrodos bipolares; C: Membrana selectiva de iões; D: Ligações eléctricas; E: Colectores de saída do electrólito Transformador Conversor de potência 3

4 Diferenças entre um acumulador e uma pilha regenerativa ou redox flow ACUMULADOR A potência debitada depende da energia armazenada; A energia fornecida pelo acumulador depende das reacções electroquímicas que ocorrem na vizinhança dos eléctrodos; Para armazenar uma grande quantidade de energia é necessário dispor de um grande número de células galvânicas, mesmo para curtos períodos de utilização. PILHA REGENERATIVA Os electrólitos são armazenados em reservatórios; A energia armazenada depende transformações químicas que ocorrem a nível dos electrólitos líquidos; O tamanho do reservatório determina a energia que pode ser armazenada. A energia é carregada e descarregada nos módulos dos reactores; A potência debitada e a energia efectivamente armazenada estão claramente separadas uma da outra; O nº de módulos de reactores requeridos depende da potência durante a descarregar / carregar. Os reservatórios são muito mais baratos que os módulos dos reactores ou que as células dos acumuladores. O investimento inicial para esta tecnologia é relativamente baixo. 4

5 PRINCIPAIS ELEMENTOS DO SISTEMA DE ARMAZENAMENTO REGENESYS Essencialmente constituído por quatro partes principais: Reservatórios: armazenam os electrólitos Pilhas de combustível regenerativas : constituídas por uma membrana selectiva de iões Sistema de Conversor de Potência: Constituído por dois conversores distintos e independentes, servem de interface eléctrica entre a rede e as características da tensão durante a carga (c.a. / c.c.) e a descarga da pilha (c.c. /c.a.). Transformador: durante a descarga da pilha, transforma a tensão de saída do conversor para a tensão da rede e, durante a carga, abaixa a tensão da rede para a tensão requerida pelo conversor. 5

6 PREVISÕES: Diminuição das centrais eléctricas As capacidades de produção seriam exploradas de forma mais eficaz, uma vez que a potência debitada não necessitaria de se adaptar constantemente à evolução da procura; As linhas de transporte e equipamentos de distribuição poderiam funcionar com factores de carga mais elevados, reduzindo a necessidade de aumentar a capacidade das linhas existentes ou de construir novas. O potencial das energias renováveis ( eólica, solar e das marés) seria melhor explorado. A electricidade verde poderia ser armazenada e vendida durante as horas de maior consumo. INCONVENIENTES: lentidão do tempo de resposta e do tempo de passagem os módulos de carga e descarga. Bibliografia: Revue ABB 4/2002, Dossier: technologies de l automatisation,