Uma equipe de pesquisa britânico-nigeriana desenvolveu um modelo para projetar sistemas fotovoltaicos acoplados a sistemas de armazenamento de energia baseados na gravidade.
Os cientistas explicaram que o conceito proposto, descrito como um sistema de conversão de energia de múltiplos estados, é baseado na experiência adquirida em pesquisas anteriores com sistemas de armazenamento por gravidade por bombeamento hidráulico, armazenamento por gravidade por ar comprimido, peso suspenso em poços de minas abandonadas, modelagem dinâmica da gravidade, armazenamento de energia em conjunto com uma usina fotovoltaica e armazenamento de energia por gravidade nas profundezas do oceano. «Essencialmente, esta pesquisa visa projetar um sistema de armazenamento usando métodos não convencionais e ideias radicais tendo pouca semelhança com pesquisas anteriores», afirmaram.
A equipe de pesquisa construiu seu sistema experimental com um gerador de energia solar; um controlador de carga de reforço em massa; um investidor; um dispositivo solenóide, que é uma bobina de fio usada como eletroímã; uma bateria de ciclo profundo; um bloco de polias; um motor de engrenagem; um microcontrolador; e cabos de aço.
A bateria não é usada principalmente para fins de armazenamento, mas apenas para suavizar a saída de energia do sistema. Ele é conectado a um inversor que, por sua vez, é conectado a cargas CA. “A duração da bateria neste sistema de armazenamento proposto será mais longa, pois a bateria usada aqui terá uma duração de horas de saída constante”, explicaram.
Os painéis solares são conectados por meio de um diodo a um controlador de carga que regula as cargas fornecidas às baterias de ciclo profundo e ao motorredutor elétrico. Este último é montado sobre uma fundação no telhado, que por sua vez se abre para um eixo oco conectado a uma polia intermediária formada por duas ranhuras. “Um atua como o envoltório da corda que carrega o peso morto que cai por gravidade quando o solenóide retrai o eixo do motoredutor do eixo da polia, enquanto o outro se conecta à polia do dínamo por meio de uma correia plana”, explicaram os acadêmicos. “Em seguida, o dínamo é conectado à bateria por meio de cabos de comprimentos consideráveis, para evitar perdas que podem surgir devido ao comprimento e resistividade dos cabos utilizados”.
Por meio de uma série de simulações, os pesquisadores descobriram que, devido aos altos requisitos elétricos, o sistema precisa de módulos solares de alta potência com uma saída de mais de 500 Wp, e eles sugeriram que uma combinação de vários painéis pode ser necessária para as regiões. baixos níveis de radiação solar. “Isso demonstra essencialmente a importância do uso efetivo desse potencial energético em continentes como a Ásia ou a África, com muitos recursos de luz solar, pois será necessário um número limitado de painéis, o que reduzirá o custo dos mesmos ”, explicam os pesquisadores, lembrando que aumentar o peso e carregar a bateria requer uma quantidade considerável de energia.
A África é considerada um lugar ideal, não só pelo seu potencial solar, mas também pela grande quantidade de sucata que abriga, que pode ser convertida em pesos suspensos a um custo razoável. “A característica única deste sistema que o torna versátil é o fato de que ele não se restringe a uma referência topográfica particular de terreno ou materiais de projeto de componentes caros”, concluíram. «Uma maior otimização do design e do tamanho deste método de armazenamento pode permitir que a abordagem de armazenamento por gravidade concorra favoravelmente com as soluções de armazenamento atuais já existentes no mercado.»
Uma descrição completa do sistema pode ser encontrada no artigo “Gravitricity based on solar and gravity energy storage for residential applications” publicado recentemente no International Journal of Energy and Environmental Engineering. O grupo de pesquisa é formado por cientistas da Universidade De Montfort, no Reino Unido, e da Universidade Ahmadu Bello, na Nigéria.
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