Pesquisadores liderados pelo Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados da Áustria (IIASA) sugeriram o uso de frenagem regenerativa para armazenar energia renovável em operações de mineração desativadas.
A frenagem regenerativa é um mecanismo de recuperação de energia que aproveita a energia desperdiçada no processo de desaceleração de um veículo.
O conceito proposto de Armazenamento Subterrâneo de Energia por Gravidade (UGES) envolve abaixar a areia em uma mina subterrânea e elevar essa areia para um reservatório superior usando motores elétricos para armazenar energia em momentos de baixa demanda.
“A UGES usa a frenagem regenerativa para ajustar a taxa de descida da areia no poço da mina e gerar eletricidade”, explica o pesquisador Zakeri Benham. “Tem a vantagem de alavancar a infraestrutura existente e fornecer armazenamento de energia limpa, barata e de longa duração sem intensidade de material, além de já estar próximo à rede elétrica e estradas.”
O sistema consiste em um poço de profundidade e diâmetro variáveis, um motor/gerador, depósitos superiores e inferiores e equipamentos de extração.
“Para maximizar a capacidade energética, os contêineres de areia do poço ocupam aproximadamente 50% de seu volume”, explicam os cientistas. «Os outros 50% do espaço são necessários para encher e esvaziar os recipientes com areia.»
A modalidade de carregamento consiste em coletar a areia do depósito inferior, no fundo da mina, com escavadeiras e transportá-la até a cava com caminhões elétricos ou esteiras transportadoras. A energia é armazenada usando eletricidade barata ou excedente da rede ou de um grande parque solar fotovoltaico próximo para conduzir a areia até o poço com os motores/geradores. Uma vez que a areia atinge o topo da mina, ela é armazenada em pilhas de areia.
O modo de descarga é coletar a areia do local de armazenamento superior no topo da mina com transportadores de roda de caçamba e transportá-la para o poço da mina usando uma pequena quantidade de eletricidade. A eletricidade é gerada baixando os pesados volumes de areia no poço. Vários motores/geradores geram eletricidade com frenagem regenerativa em todo o poço. Quando a areia chega ao fundo do poço, ela é transportada por correias transportadoras ou caminhões elétricos para encher todas as cavernas da mina com areia.
“Os custos de investimento da UGES são de 1 a 10 USD/kWh e os custos de capacidade energética de 2.000 USD/kW”, explicam os cientistas. “Estima-se que a tecnologia tenha um potencial global de 7 a 70 TWh, com a maior parte desse potencial concentrada na China, Índia, Rússia e Estados Unidos.”
Eles apresentaram o sistema no artigo “Underground Gravity Energy Storage: A Solution for Long-Term Energy Storage”, publicado recentemente na Energies. Outros grupos de pesquisa do IIASA desenvolveram recentemente uma técnica de armazenamento de energia baseada no uso de caminhões elétricos para geração de energia hidrelétrica de alta altitude e uma tecnologia de armazenamento de energia por gravidade para ciclos semanais em arranha-céus em ambientes urbanos.
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