Pesquisadores do Instituto Nacional de Tecnologia da Índia propuseram uma combinação de energia fotovoltaica isolada e armazenamento hidrelétrico bombeado (PHS), com base em poços abertos, como uma forma viável de levar energia renovável a regiões remotas de países em desenvolvimento.
Os cientistas afirmam que a solução proposta não inclui a implantação de nenhum tipo de armazenamento químico, considerado perigoso para muitos países em desenvolvimento, por não possuírem tecnologias avançadas de reciclagem. As baterias devem ser carregadas e descarregadas por longos períodos de tempo e muitas vezes são fontes de falha em sistemas fotovoltaicos autônomos em áreas remotas, onde substituições e reparos podem ser extremamente problemáticos.
Em contraste, o armazenamento hidrelétrico bombeado (PHS) é uma tecnologia bem estabelecida e madura com impacto ambiental desprezível, embora tenha alguns problemas, como a necessidade de água.
“Esta tecnologia é confiável, promissora e eficiente com a capacidade de fornecer energia contínua”, disseram os pesquisadores. “Quanto ao custo do PHS, é um dos dispositivos de armazenamento de energia com menor custo / kWh. Sua eficiência varia entre 65% e 87% e sua vida útil é de 40 a 60 anos. ”
O sistema sem inversor consiste em um gerador de energia solar acoplado a um motor DC para fornecer eletricidade a uma bomba de água que retira água de um poço para um tanque PHS. “A capacidade desse tanque é feita para armazenar a quantidade desejada de água necessária ao funcionamento contínuo do sistema”, afirmam.
Um segundo tanque maior é então construído no solo, próximo aos poços abertos, com uma maior elevação. “Sua função é receber a água da caixa d’água, e manter a carga da picoturbina hidráulica e a descarga constantes durante todo o funcionamento do sistema”, explicam os cientistas. «A bomba d’água e o gerador de turbina hidráulica (HTG) são montados em duas fortes fundações separadas, que são construídas levemente na superfície da água dentro do poço aberto.»
O sistema pode armazenar energia quando a produção excede a demanda, mas também continuamente, ao longo do dia, quando a bomba d’água é acionada pelo conjunto fotovoltaico. Toda a eletricidade gerada é utilizada para o armazenamento de água na forma de energia potencial. Isso é usado para gerar energia elétrica durante o dia e à noite. Depois de passar pelo HTG, a água é descarregada no poço aberto novamente e o ciclo pode ser reiniciado.
O grupo indiano disse que o sistema proposto pode ter um Custo Nivelado de Energia (LCOE) de US $ 0,053 / kWh, com um período de retorno de 18,81 anos e um ciclo de vida esperado de cerca de 50 anos. No entanto, os cientistas disseram que essas estimativas podem variar de país para país e de região para região dentro dos países. Técnicas de otimização podem ser aplicadas para melhorar ainda mais a eficiência e reduzir custos, disseram eles.
Eles descreveram o sistema em “Uninterrupted sustainable power generation at constant voltage using solar photovoltaic with pumped storage”, que foi publicado recentemente em Sustainable Energy Technologies and Assessments.
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