A construção de usinas solares e eólicas agora é mais barata do que a construção de carvão, mas ainda é difícil garantir um ciclo contínuo de operação de usinas de fontes renováveis. Duas empresas americanas propuseram armazenar energia aquecendo tijolos feitos de materiais condutores a milhares de graus Celsius. À noite e com tempo calmo, os tijolos em brasa participarão da geração de eletricidade e esta é mais barata do que a bateria.
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A Antora Energy, fundada em 2018, recomenda o uso de tijolos de armazenamento de calor de grafite. Na verdade, a indústria já produz esses blocos de grafite em grandes volumes na forma de eletrodos para siderurgia e empresas químicas. Nesse sentido, você não precisa inventar nada. Para armazenar energia, um excesso de corrente elétrica é passado pelos tijolos de grafite do bloco e eles são aquecidos até 1500 ° C. O segredo está em como converter o calor de volta em eletricidade.
Para gerar eletricidade a partir do calor armazenado, os desenvolvedores da Antora Energy propuseram um método termo-fotoelétrico. Os fotossensores infravermelhos capturam a radiação térmica dos tijolos e a convertem em eletricidade. Graças aos novos materiais semicondutores dos grupos III – V da tabela periódica, que substituíram os semicondutores clássicos, a eficiência da instalação chega a 30%, o que é muito, muito bom. Usar o calor dessa forma mantém a eficiência alta em toda a faixa de temperatura do acumulador de calor, enquanto a operação de uma turbina a vapor em um esquema semelhante ficaria cada vez pior à medida que a unidade esfria.
A densidade do armazenamento de energia em blocos de grafite é comparável à das baterias de íon-lítio e atinge várias centenas de quilowatts-hora por metro cúbico, o que é centenas de vezes maior do que o armazenamento bombeado ou o armazenamento gravitacional. Idealmente, os desenvolvedores têm como objetivo reduzir o custo de armazenamento de energia renovável a um nível abaixo do custo da eletricidade gerada por usinas de gás natural. Essa marca está em $ 10 / kWh. As baterias de lítio custam US $ 140 / kWh durante a operação e prometem cair de preço para US $ 20 / kWh após 2030. As unidades de armazenamento térmico serão mais baratas para operar muito mais cedo. A planta piloto da Antora Energy deverá ser construída em 2022. O dinheiro para isso foi alocado pelo Estado e por investidores privados.
Outro projeto semelhante está sendo desenvolvido pela Electrified Thermal Solutions, fundada em 2020. O projeto é baseado em blocos alveolares cerâmicos para isolamento térmico de instalações industriais. Uma vez que as cerâmicas não são condutoras e não podem ser aquecidas desta forma, um revestimento condutor especial foi proposto. Os blocos de cerâmica podem ser aquecidos até 2.000 ° C e, em seguida, usar o calor para gerar eletricidade ou para executar processos industriais de alta temperatura.
A tecnologia de Electrified Thermal Solutions ainda requer melhorias significativas, mas promete uma densidade de armazenamento de energia sem precedentes – até 1 MWh / m3, que supera todos os análogos. Todas essas tecnologias eram necessárias ontem, mas seria bom se elas aparecessem amanhã.