O objetivo da StorEnergy é implementar novos conceitos para geradores de energia solar concentrada, para n?o apenas diminuir seus custos a um nível competitivo, mas também revolucionar a indústria em termos de eficiência de gera??o e armazenamento

Daniel Ramos, Gabriel Zanko, Mobileyourlife – Bogotá, D.C., Colombia

Com os reflexos que a indústria de combustíveis fósseis tem tido no meio ambiente desde sua concep??o e o péssimo estado em que chegamos em matéria de polui??o, conforme atestado pela comunidade internacional, o surgimento de projetos que visam melhorar os sistemas atuais e tecnologias relacionadas com energias alternativas e aproveitamento de fontes renováveis s?o muito importantes.

INTRODU??O
Algo que tem definido os últimos anos de avan?os tecnológicos é o foco na implanta??o de sistemas e dispositivos que mitiguem o efeito que mais de dois séculos de indústria tiveram em diversos aspectos de nossas vidas, dos quais o mais preocupante é o estado da meio Ambiente.
Desde os primeiros dias da queima de carv?o para aquecimento, transporte e energia através da descoberta e explora??o de combustíveis fósseis, os níveis de polui??o, especialmente no ar, aumentaram a uma taxa alarmante. Foi até a assinatura do Acordo de Paris em 2016 que o foco geral mudou para o desenvolvimento, dissemina??o e melhoria de novas e existentes formas de tecnologia renovável, com o objetivo de controlar o aumento da temperatura global abaixo de 2 ° C acima dos níveis pré-industriais1 .

Com isso em mente, podemos presenciar um ressurgimento no campo das energias renováveis para melhorar a rela??o custo-eficácia e acessibilidade da tecnologia necessária para construir redes autossuficientes que aproveitem os recursos naturais disponíveis em diferentes regi?es do mundo. Neste documento, vamos relatar como a StorEnergy, um projeto fundado em 2015 na Sérvia, visa melhorar os sistemas atuais aceitos de gera??o solar de energia elétrica, melhorando a coleta e convers?o de energia e as medidas de armazenamento, a fim de criar um ecossistema inteiro de gera??o eficiente e sustentável.

CONTEXTO

A gera??o solar é um dos sistemas de energia alternativa menos utilizados no mundo, mas teve um crescimento incrível nos últimos anos. De acordo com o Center for Sustainable Systems da University of Michigan, no ano passado, a gera??o solar representava 9,1% do consumo total de energia nos EUA, e um estudo da BP Statistical Review of World Energy mostra que a gera??o solar total no mundo aumentou mais de 700% nos últimos 20 anos, tornando-se a terceira mais utilizada, atrás da energia hidrelétrica e eólica.

 

O processo de gera??o de eletricidade geralmente se enquadra em uma das duas categorias: células fotovoltaicas (PV) ou energia solar concentrada (CSP). O primeiro representa a imagem comumente associada à “gera??o solar”: grandes painéis de cor escura que usam a luz do sol para separar elétrons de um material semicondutor, que s?o ajustados para fluir e uma corrente elétrica é criada, capturada, transformada e distribuída para redes de energia. Este último é, em teoria, um processo mais simples. Usando diferentes configura??es de espelho e outras superfícies reflexivas, os sistemas de Energia Solar Concentrada (CSP) converte a energia do sol em um calor de alta temperatura, que é ent?o usado para aquecer água e alimentar uma turbina a vapor.

Um dos principais benefícios do CSP é que ele gera diretamente corrente alternada (CA), portanto, pula a etapa de convers?o associada às células fotovoltaicas para gerar apenas corrente contínua (CC). Porém, o PV tem um histórico de ser mais barato que o CSP e seus pre?os caíram ainda mais nos últimos anos, o que o torna a op??o mais atraente para investidores e organiza??es. Isso faz com que o principal objetivo atual dos projetos de CSP seja aumentar a eficiência desse sistema, seja aumentando a capacidade de gera??o e armazenamento ou reduzindo os custos de fabrica??o e manuten??o.

 

PROPOSTA DA STORENERGY

Fundada pelo físico Marko Vuksanovic, a StorEnergy tem como objetivo trazer as tecnologias CSP um passo mais perto dos sistemas fotovoltaicos, implementando conceitos de óptica sem imagem e desenvolvendo novos sistemas de captura e armazenamento para n?o apenas aumentar as capacidades de gera??o de seu sistema, mas também melhorar em termos de modularidade, escalabilidade e estabilidade.

 

Concentrador

A primeira grande melhoria que a StorEnergy prop?e aos sistemas CSP atuais é a implementa??o de um campo conhecido como ótica de n?o imagem para os arranjos de espelho em seus concentradores. Ao contrário da ótica tradicional, que se baseia em lentes parabólicas para criar uma imagem confiável, a ótica sem imagem é exclusivamente focada em concentrar o máximo de energia possível, o que traz uma variedade de vantagens, incluindo:

• ?ngulos de aceita??o mais amplos
• Rastreamento menos preciso
• Temperaturas mais altas
• Perdas térmicas mais baixas

Todas essas vantagens se traduzem diretamente em um sistema mais eficiente e econ?mico, ao mesmo tempo em que s?o montadas em uma plataforma construída com materiais acessíveis que permite fácil rastreamento e implementa??o de outros recursos como espelhos autolimpantes e um design modular, transformando os concentradores StorEnergy em uma Solu??o de alta tecnologia e estado da arte para gera??o solar que atinge temperaturas até 3 vezes mais altas do que outras tecnologias CSM.

 

Receptor de energia

O segundo grande desenvolvimento da StorEnergy é a cria??o de um novo tipo de receptor, uma vez que a tecnologia atual n?o atinge uma temperatura alta o suficiente para aproveitar ao máximo seu novo sistema de armazenamento (explicado a seguir na se??o III.c.).

Este novo modelo é construído em caixa de a?o inoxidável e utiliza ceramica de carboneto de silício que absorve a radia??o focada pelo concentrador. O ar ambiente é ent?o puxado para a abertura do receptor e flui através da ceramica, absorvendo o calor e atingindo temperaturas próximas a 1000 ° C (1832 ° F).

Figura 4. Representa??o digital do receptor de exergia. Observe o arranjo de ceramica no centro e o desenho c?nico da parte superior concentra ainda mais os raios vindos da estrutura.

Armazenamento Térmico

Como último ponto a melhorar em rela??o às tecnologias atuais de CSP, a StorEnergy sentiu a necessidade de desenvolver um sistema de armazenamento que pudesse fazer o melhor uso das temperaturas mais altas atingidas por seu novo sistema. A solu??o veio na forma de uma nova itera??o de Armazenamento Térmico de Estado Sólido (SSTS), um princípio usado em regeneradores desde os primórdios das indústrias de a?o e vidro.

Os regeneradores foram implementados pela primeira vez para altos-fornos e patenteados em 1857 e têm sido usados ??desde ent?o com poucas ou nenhuma altera??o em seu design. Eles funcionam trocando calor continuamente de um fluido de processo para um armazenamento de calor sólido, que ent?o transfere calor para um segundo fluido de processo.

Ao modificar os materiais usados ??para um sistema moderno baseado em óxido de alumínio, a?o de constru??o e l? de rocha, a StorEnergy conseguiu a cria??o de um sistema de armazenamento que n?o só é mais barata do que outras alternativas (como armazenamento de sal fundido ou baterias), mas também tem uma vida útil mais longa e representa pouco ou nenhum risco para a saúde dos trabalhadores ou para o meio ambiente em compara??o.

 

COMPETITIVIDADE

As características mencionadas anteriormente transformam o sistema da StorEnergy em uma alternativa que pode levar o CSP a níveis de eficiência e custos semelhantes aos dos sistemas fotovoltaicos, mas também competitivo com sistemas como reatores de gás natural.

A StorEnergy já construiu dois protótipos totalmente operacionais na Sérvia, um para seu concentrador MK6 menor, que atualmente opera em um complexo de piscinas e spa em Belgrado, substituindo sua conex?o à rede elétrica principal, e outro para seu concentrador MK10 maior, que substituiu os geradores de gás natural  em uma oficina de pintura em Sobovica. Isso mostra o potencial de seu produto para cobrir as necessidades de uma ampla variedade de clientes, dependendo de suas necessidades de energia e da extens?o de terreno disponível.

Com exemplos comprovados da funcionalidade de seu produto e planos para desenvolver um concentrador MK15 maior e construir um 200kW até 2021, com designs concluídos e terrenos designados para ambos os projetos, StorEnergy tem potencial para se tornar um dos nomes mais importantes no futuro próximo da energia solar, em um mundo que parece precisar mais dessas alternativas a cada dia.

 

Palavras de Gabriel Zanko, Consultor de Tecnologia, CEO da MobileyourLife (Banco de Investimento para Deep Tech e Energia Renovável), CEO da Urano Capital (o futuro Seed Fund para Deep Tech), pesquisador e palestrante

 

Sobre o site renovado do SiGMA:

O Grupo SiGMA tem o prazer de anunciar o lan?amento de seu site renovado. O site está atualmente disponível em 5 idiomas: inglês, russo, mandarim, português e espanhol; o plano é adicionar outros 5 idiomas nos próximos meses –  francês, tailandês, coreano, japonês e hindi.