A Alemanha está se preparando para lançar um projeto piloto para desenvolver um sistema de armazenamento de energia em baterias de alta tensão. O novo sistema poderá operar em tensões de até 20 kV, reduzindo significativamente as correntes de operação e as perdas térmicas. Em comparação, as baterias industriais modernas são normalmente limitadas a 1 kV. De acordo com a lei de Ohm, aumentar a tensão em 10 a 20 vezes, mantendo a mesma potência, reduz automaticamente a corrente, o que, por sua vez, reduz as perdas e as cargas de resfriamento.
Fonte da imagem: Universidade de Ciências Aplicadas de Dortmund
Pesquisas nessa área vêm sendo conduzidas por especialistas da Universidade de Ciências Aplicadas de Dortmund há mais de dois anos. Seu laboratório está desenvolvendo e testando componentes para futuros módulos de alta tensão em câmaras climáticas, avaliando sua confiabilidade e segurança em diferentes temperaturas e níveis de umidade.
O novo sistema é baseado em baterias de lítio comerciais, mas, ao aumentar a tensão de operação, a potência de saída é mantida em correntes significativamente mais baixas. Isso não apenas reduz a geração de calor, mas também aumenta a eficiência, simplifica o resfriamento e reduz o tamanho dos sistemas de bateria. A universidade já montou um sistema modular experimental sem resfriamento ativo, que passou com sucesso nos testes de laboratório.
O próximo passo é testar a tecnologia em condições reais. Para isso, dois sistemas de armazenamento de energia serão construídos no município de Ense (Sauerland): um padrão com tensão de 1 kV e um sistema piloto com tensão de 10–20 kV.
Os parceiros do projeto são a Ense Werke, a AEG Power Solutions e a Weissgerber Engineering. A nova arquitetura é uma unidade modular que combina células de bateria em uma sequência com tensão operacional de até 20 kV. Esse design minimiza as perdas de energia e simplifica o balanceamento das células. Os cientistas já estão preparando um pedido de patente europeia.
Os testes de campo avaliarão não apenas a redução real das perdas, mas também o impacto da alta tensão na vida útil da bateria, na confiabilidade dos componentes e na estabilidade geral do sistema. Segundo os pesquisadores, o projeto pode representar uma “pequena revolução” no armazenamento de energia e ajudar a melhorar a eficiência.Integrar fontes de energia renováveis aos sistemas elétricos europeus por meio de economia em refrigeração, redução de equipamentos e redução de custos operacionais.
A propósito, a China também está experimentando a conversão de usinas solares para modos de alta tensão, especificamente para um nível em torno de 2 kV. Assim como na Alemanha, esses desenvolvimentos ainda estão em fase piloto.