Baterias de alto desempenho para armazenamento de energia em sistemas FV

Documentos relacionados
Inovações Tecnológicas de Baterias para Armazenamento de Energia Maria de Fátima Rosolem - Fundação CPqD

ESTADO DA ARTE DE BATERI AS PARA ARMAZENAMENTO DE ENERGI A

- Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento

Introdução à EnerSys Reserve Power Mercado Renovável. Linhas de Produto

Baterias de lítio-íon, a eletrônica e a química trabalhando lado a lado. Mauro Basquera

FORNECIMENTO DE SERVIÇOS ANCILARES COM SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA EM SISTEMAS ELÉTRICOS COM ELEVADA PENETRAÇÃO DE GERAÇÃO INTERMITENTE

pilha de Volta pilha Galvânica pilha voltaica rosário

Célula de Combustível

Sistemas fotovoltaicos

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Grupo: MIEEC04_06

Uma bateria é uma célula eletroquímica que armazena energia química, transformando-a em energia elétrica quando necessário.

PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES

PILHAS RECARREGÁVEIS 2014/2015 MIEEC02_3

13º SEMANA DE TECNOLOGIA METROFERROVIÁRIA

M.Sc. Jose Eduardo Ruiz Rosero 1. ENG1116 Tópicos especiais Energia solar

QUIMICA: Eletroquimica Prof. Douglas_10/10/2018 1

Eletroquímica: Pilha e Eletrólise

PILHAS ELETROQUÍMICAS

II Congresso Brasileiro de Energia Solar 17 a 19 de maio de 2017 São Paulo. Inversores Fotovoltaicos Híbridos e Armazenamento de Energia.

Departamento de Química Inorgânica IQ / UFRJ IQG 128 / IQG ELETRÓLISE

RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS PROPOSTOS AULA 09 TURMA INTENSIVA

Bateria Estacionária Bosch Eficiência e tecnologia em armazenagem de energia.

MONTAGEM E CARACTERIZAÇÃO DE UMA PILHA DE COMBUSTÍVEL DE BOROHIDRETO/PERÓXIDO DE HIDROGÉNIO

AULA DE RECUPERAÇÃO PROF. NEIF NAGIB

Gerando energia limpa com alto valor agregado

PRÉ-VESTIBULAR QUÍMICA PROF. EMANUEL

Everaldo Faustino da Costa Junior ENERGISA PARAIBA DISTRIBUIDORA DE ENERGIA S/A

Sistemas de Armazenamento de Energia a base de baterias. PATRICIO RODOLFO IMPINNISI

Acumuladores Pb-Ácido: conceitos, histórico e aplicação

21. Considere a seguinte expressão de constante de equilíbrio em termos de pressões parciais: K p =

USO EFICIENTE DO ETANOL VEICULAR NO BRASIL

RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS PROPOSTOS AULA 28 TURMA ANUAL

Baterias de Cristal. Qualidade Alemã Garantida

Geração Fotovoltaica. Pedro A. B. G. Mol

BMS (Battery Management Systems) para baterias de alto desempenho

UFJF CONCURSO VESTIBULAR PROVA DE QUÍMICA

Aplicações ON/OFF grid com inversores híbridos modulares PHB e baterias

Colégio FAAT Ensino Fundamental e Médio

WORKSHOP: Inversores Híbridos com Sistemas de Armazenamento de Energia Aplicações dos Inversores Híbridos com Sistema de Armazenamento de Energia

Quí. Quí. Monitor: Rodrigo Pova

25 de julho de 2017 São Paulo Expo - SP. Inversor Híbrido Modular Operando com Diversas Fontes de Energia. Ildo Bet

Panorama da Energia Solar Fotovoltaica no Brasil

Carregador de baterias de Iões de Lítio (Li-Ion) / Polímeros de Lítio (Li-Po) de uma célula Introdução

Oxirredução IDENTIFICAÇÃO O QUE SOFRE ENTIDADE O QUE FAZ. Oxidante ganha e - ( NOX) oxida o redutor redução

AULA 1 - JUNÇÃO PN (DIODO)

Redação selecionada e publicada pela Olimpíada de Química SP Pilha ou Bateria: um quase eterno dilema

Produção de combustíveis sintéticos renováveis a partir de eletricidade, utilizando o conceito ELECTROFUEL

AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES ATO Nº 1145, DE 24 DE FEVEREIRO DE 2017

Instalações Elétricas de Sistemas Fotovoltaicos

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Bruno Santo (up ) José Santos (up ) Vitor Batista (up )

Baterias ferroviárias Saft. Soluções para um mundo em movimento

P&D Estratégico ANEEL 021/2016

QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 27 ELETROQUÍMICA: ÍGNEA E AQUOSA

PEA 3420 : Produção de Energia. SISTEMAS HÍBRIDOS (Solar Eólico)

Dupla Garantia: Performance e Satisfação com Baterias e Tecnologia de Iões de Lítio Termos de Garantia Exclusivo Jungheinrich

Células de Hidrogênio

1) Monóxido de carbono é um gás inodoro, incolor e muito tóxico. Um método para

LCS E P U S P. Baterias. PTC2527 Anteprojeto de Formatura. Guido Stolfi 05 / Guido Stolfi 1 / 87

Noções Básicas sobre Radiocomunicação

Disciplina: Motores em Sistemas de Propulsão Alternativos. Células de Combustível

Questão 1. (X pontos) Expectativa de resposta

01 O chumbo participa da composição de diversas ligas metálicas. No bronze arquitetônico, por

Indústrias & Saneamento

3º Trimestre Sala de Estudo Data: 11/09/17 Ensino Médio 3º ano classe: A_B_C Profª Danusa Nome: nº

SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

3ª Ficha de Avaliação de Química. Critérios de Correção pontos A. Falsa B. Verdadeira C. Falsa D. Verdadeira E.

Economia na Tarifa Branca

Renato Alvarenga Diretor de Comercialização e Logística Cam Brasil

Baterias VRLA Í N D I C E

PROFESSORA: Núbia de Andrade. DISCIPLINA: Química SÉRIE: 3º. ALUNO(a): Ba 0 / Ba 2+ // Cu + / Cu 0

INSTITUTO SENAI DE TECNOLOGIA EM ELETROELETRÔNICA

10º ANO FÍSICA - Módulo Inicial Situação energética Mundial e degradação de energia

Regras do Jogo Trilha da Eletroquímica

PEA 2597 Uso racional da energia. Biomassa Células a Combustível Geotérmica e outras

MATERIAIS POLIMÉRICOS COMO ELETRÓLITOS PARA CÉLULAS A COMBUSTÍVEL: GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE FONTES RENOVÁVEIS

PARQUE TECNOLÓGICO ITAIPU. Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação

Métodos para Estimativa da Vida Útil de Baterias Chumbo-Ácido. Pedro Bezerra Leite Neto

TEL: 51/

15. Trabalho Experimental - Proteção Catódica

FUVEST 1985 Primeira fase e Segunda fase

REAÇÕES QUÍMICAS PRODUZINDO CORRENTE ELÉTRICA CORRENTE ELÉTRICA PRODUZINDO REAÇÃO QUÍMICA PROF. RODRIGO BANDEIRA

BATERIA ALL-IRON FLOW

Aula 13 Fontes de tensão

Figura 8.1 Curvas típicas de torque de partida de uma APU

ENERGIA. Em busca da sustentabilidade

MINERAIS HIDROGEOLÓGICOS ENERGÉTICOS. de acordo com a finalidade

Energia & Sistemas. Baterias OPTIMA para Aplicação Náutica

3º Trimestre Sala de Estudo - Química Data: 28/09/17 Ensino Médio 2º ano classe: A_B_C Profª Danusa Nome: nº

Sistemas de Armazenamento de Energia

O que esses dispositivos tem em comum? São dispositivos móveis. O que faz os dispositivos móveis funcionarem?

GASOLINA. Qualidade & Tecnologia

DISCIPLINA: QUÍMICA Exercícios BIMESTRE: 4º. CURSO: ENSINO MÉDIO SÉRIE: 2ª TURNO: Matutino DATA: 14/10/2015

Potencial Elétrico e Pilhas

MSPC INFORMAÇÕES TÉCNICAS

01) (CESGRANRIO-RJ) Considere a pilha representada abaixo. Cu(s) Cu 2+ Fe 3+, Fe 2+ Pt(s) Assinale a afirmativa falsa.

Projetos P&D energia solar fotovoltaica do Cepel

Aglailson Glêdson Cabral de Oliveira (1); Eudésio Oliveira Vilar (2)

e - Zinco ZnSO 4 Zn(s) Zn 2 Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e - + 0,76 V Cu(s) Cu 2+ (aq) + 2 e - - 0,34 V

CH 4(g) 3F 2(g) CHF 3(g) 3HF(g).

Transcrição:

Baterias de alto desempenho para armazenamento de energia em sistemas FV Maria de Fátima Rosolem CPqD Workshop IEE/USP - Inversores híbridos com Sistemas de Armazenamento de Energia - 19/11/15

Contexto atual do meio ambiente Efeito estufa Poluição do ar Alta emissão de CO 2 Desequilíbrio ambiental

Acumuladores eletroquímicos

Potência disponibilizada

Densidade energética (Curvas Ragone)

200 55 60 40 Densidade energética Densidade de energia típica (Wh/kg) Lítio-íon Niquel hidreto metálico Níquel cádmio Chumbo-ácida Wh/kg 0 50 100 150 200 250

Baterias chumbo-ácidas avançadas Chumbo-carbono Tensão: 2 V Energia: entre 10 Wh/kg a 40 Wh/kg Placa negativa: chumbo, carbono Placa positiva: peróxido de chumbo Eletrólito: solução aquosa ácido sulfúrico (imobilizado) Bateria Bipolar: placa positiva e negativa numa mesma estrutura Bipolar Chumbo-carbono

Baterias chumbo-ácidas avançadas Vantagens Baixa emissão de gases Capacidade de absorver maiores picos de corrente Requer menor demanda de manutenção Tecnologia madura Desvantagens Indicado operação em ambiente climatizado Mais sensível às condições operacionais, tais como tensão elevada, temperatura, etc. Pode entrar em avalanche térmica

Bateria de níquel-sódio Tensão: 2,58 V Energia: entre 90 Wh/kg a 150 Wh/kg Placa negativa: sódio (fundido) Placa positiva: cloreto de níquel Eletrólito: NaAlCl 4 (fundido) Temperatura operação: 250 a 300 o C Bateria Zebra - Na/NiCl 2

Bateria níquel-sódio Vantagens Possui sistema de monitoração e gestão embutido na bateria (BMS) Requer pouca demanda de manutenção Larga faixa de temperatura de operação: -30 o C a +60 o C Desvantagens Elevada autodescarga (1 semana) Tempo de recarga em torno de 8 a 12 horas Parte da energia da bateria é utilizada para seu aquecimento Mais resistente em operação em temperatura elevada Não é possível fazer correções das baterias em campo

Bateria de lítio-íon Tensão: ordem de 4 V Energia: entre 100 Wh/kg a 220 Wh/kg Placa negativa: grafite (carbono) Placa positiva: óxido metálico de lítio Eletrólito: sal de lítio (LiPF 6 ) misturado em solventes orgânicos

Células de lítio-íon

Novas gerações de cátodo

Novas gerações de ânodo Enxofre (S) Silício (Si) Titanato (Ti) Estanho(Sn)

Limites operacionais As células de lítio-íon necessitam do controle eletrônico (BMS): Segurança Desempenho

Pack de bateria Tampa BMS Caixa superior Células Camisa de água Anéis de espuma Caixa inferior

Comparação entre as famílias de lítio-íon

Bateria de lítio-íon Vantagens Alta densidade de energia ocupa pouco espaço Possui sistema eletrônico de controle e monitoração embutido na bateria Suporta elevado picos de corrente Excelente desempenho em aplicações de ciclagem Desvantagens Imprescindível possuir BMS confiável e com desempenho adequado Pequenos desvios da tensão de operação pode reduzir sua vida útil retificadores tem que ser ajustados adequadamente Não é possível fazer correções das baterias em campo Baixo tempo de recarga (1 a 3 h)

Tendências futuras Lítio-Enxofre Silício - Grafeno Litio/Ar Lítio-Ar

Bateria de fluxo de vanádio Tensão: 1,4 V Energia: entre 10 Wh/kg a 20 Wh/kg Placa negativa: Composto de vanádio com valência + 4 Placa positiva: Composto de vanádio com valência + 2 Eletrólito: Solução aquosa de ácido sulfúrico

Bateria de fluxo de vanádio

Bateria de fluxo de vanádio Vantagens Elevada autonomia, pode ser escalada Possui sistema de monitoração embutido na bateria Menor impacto ambiental - não possui metal pesado Desvantagens Ocupa maior espaço Manutenção mais complexa Não é possível fazer correções das células em campo Tecnologia em desenvolvimento, protótipos Vanádio é um metal caro e raro

Célula a combustível Reações: Pólo Positivo: H 2 2H + + 2e - Pólo Negativo: O 2 + 4H + + 4e - 2H 2 O Tensão Nominal: 0,7 a 1,0V

Célula a combustível - 50kW

Célula a Combustível Vantagens Elevada autonomia Possui sistema de monitoração embutido na célula Não necessita de recarga Desvantagens Manutenção mais complexa Não suporta elevados picos de corrente Sistema de geração de hidrogênio Tem que ter uma bateria para sua partida Hidrogênio tem que ser instalado em ambiente com ventilação adequada Não é possível fazer correções das células em campo

Comparativo das tecnologias de bateria Bateria Pb-ácida VRLA Na/NiCl 2 Lítio-íon Fluxo Vanádio CaC Tensão nominal (V) Densidade de energia (Wh/kg) Temperatura de operação ( o C) Eficiência (%) Vida cíclica (ciclos) Vida projetada (anos) 2,0 2,6 3,2 a 3,8 1,4 0,7 a 1,0 25 a 50 90 a 150 100 a 200 10 a 20 5 a 10-10 a +40-30 a +60-25 a +45 +10 a +40-3 a +40 80-85 82-91 90-95 60-74 60-75 500-2000 +4500 +5000 +10000 60.000 hs 10 +10 +20 10 a 15 5 a 10

Maturidade de desenvolvimento

Baterias de lítio-íon disponíveis no mercado para uso em sistemas fotovoltaicos conectados a rede

Furnas Centrais Elétricas - sistemas 48 V

Embratel - sistemas de 48 V

Bateria de lítio - 125 V 125 V/85 Ah

Conclusões Busca mundial em inovação em acumuladores de energia Novos acumuladores já possuem sistemas eletrônicos de gestão, controle e monitoração Tendência de diminuição dos preços Há vários tipos de tecnologias Para a seleção de uma tecnologia deve ser avaliado o local de instalação e suas condições ambientais e operacionais

CPqD

Obrigada Maria de Fátima Rosolem mfatima@cpqd.com.br www.cpqd.com.br