Bateria de areia é a primeira do mundo a armazenar energia

A produção de eletricidade oriunda de fontes eólica e solar ainda é volátil e não atende a demanda global. Na medida em que essas fontes intermitentes aumentam rapidamente no mundo, diferentes formas de armazenamento de energia são cada vez mais necessárias para equilibrar oferta e demanda energética. Agora uma nova opção foi encontrada pela empresa finlandesa Polar Night Energy. Inaugurada recentemente, sua bateria de areia é a primeira do mundo a armazenar energia na forma de calor.

Barata e abundante na natureza, a areia pode ser aquecida a 1000 °C, ou mesmo a temperaturas superiores. Tal atributo a torna adequada para o armazenamento de calor. Diante dessa possibilidade, a Polar Night teve uma ideia simples, porém inovadora: utilizar a eletricidade de fontes como a eólica e a solar para convertê-la em calor. Ao aquecer a areia a 600 °C, a energia térmica pode ser armazenada por meses para então ser usada nos dias em que o vento não soprar e o sol não aparecer.

“Dentro da areia foi possível construir nosso sistema de transferência de calor que permite o transporte eficaz de energia para o armazenamento”, diz a Polar Night. “O isolamento adequado [do sistema] garante um longo período de armazenamento, até por meses, com perdas mínimas de calor”, completa a empresa.

Tecnologia comprovada

A Polar Night Energy diz que projetou e construiu sua primeira bateria de areia para a Vatajankoski, concessionária de energia que por meio de sua rede de aquecimento urbano se encarrega de fornecer calefação para a cidade de Kankaanpää, no oeste da Finlândia.

Com capacidade inicial de armazenamento de 100 kW de potência e aquecimento de 8 MWh, a utilização em larga escala começou em 2022. No momento a empresa conduz um teste-piloto de 3 MWh em outra localidade do país para fornecer aquecimento urbano e calefação para alguns edifícios após validação do teste e otimização da solução de armazenamento de calor. No piloto, parte da energia utilizada será oriunda de um painel solar de 100 metros quadrados e outra parte da rede elétrica, diz a empresa.

Sistema customizado

Os sistemas de armazenamento da Polar Night Energy são projetados com base em simulações computacionais (que utilizam o software COMSOL Multiphysics), em modelos 3-D de transporte de calor transiente, além de considerar dados reais de entrada e saída.

“Cada um de nossos acumuladores de calor é adaptado individualmente de acordo com os requisitos e lógica de funcionamento do cliente”, diz a empresa.

A tabela a seguir, adaptada da Polar Night Energy, mostra alguns números sobre o sistema de armazenamento de energia térmica, cuja temperatura de aquecimento da areia varia de 600 a 1000 °C, a depender do design.

Temperatura Até 600–1000 °C	Potência nominal Até100 MW	Capacidade Até 20 GWh
Eficiência Até 99%	Ciclo de armazenamento De horas a meses	Vida útil Dezenas de anos
Custo de investimento <10 euros/kWh de capacidade de armazenamento	Segurança Sem materiais venenosos ou perigosos, emissões mínimas	Custo de execução Mínimo, sem uso de consumíveis

O que é uma ‘Bateria de Areia’?

Uma “bateria de areia” é um sistema que usa a areia, ou outros materiais semelhantes, para armazenar energia térmica de alta temperatura.

Seu principal objetivo é funcionar como um reservatório de alta potência e alta capacidade para o excesso de energia eólica e solar. O calor armazenado na própria areia pode ser usado para aquecer residências e escritórios, ou para fornecer vapor quente em processos de alta temperatura nas indústrias que geralmente dependem de combustíveis fósseis.

Inventada pela Polar Night, essa bateria de areia é a primeira do mundo a armazenar energia na forma de calor com o objetivo de ajudar a aumentar a produção de energias renováveis, garantindo que sempre haja uma maneira de se beneficiar da energia limpa, mesmo que haja excedente.

O termo “bateria de areia” foi apresentado ao público, de forma geral, em um artigo da BBC News que foi publicado em 5 de julho de 2022. A BBC também publicou no YouTube um vídeo sobre essa tecnologia. O vídeo finaliza com uma questão importante: “a bateria de areia pode armazenar eletricidade da mesma forma como calor?” E o autor complementa: se “isso puder ser economicamente viável, então a areia poderia muito bem ser uma solução simples para um problema global”.

Fonte: Polar Night Energy

Sobre o autor | Fernando Oliveira