Hibridização

O futuro da energia é agora - é armazenamento

A demanda mundial por energia está crescendo exponencialmente e os caminhos para atendê-la são vários. De forma constante, e muito rapidamente, o mundo está diversificando suas fontes primárias de energia. Enquanto fazemos a transição de combustíveis fósseis, como petróleo e carvão, passando por gases naturais e energia nuclear, e em direção a fontes renováveis que dependem do clima, há uma necessidade crescente de ultrapassar as lacunas que surgem quando a balança que mede oferta e demanda de energia está fora de equilíbrio.

Como é esperado que o consumo de energia aumente um terço até 2035, estamos enfrentando o desafio de equilibrar oferta e demanda ao trazer as melhores tecnologias para geração, distribuição e eficiência do consumo. As soluções que precisamos existem hoje, e há um enorme potencial para implementar tecnologias de eficiência energética: 63% do potencial de economia de energia encontra-se na indústria e nas edificações, e 90% das edificações da UE não foram renovadas para eficiência energética. Ao mesmo tempo, está documentado que o PIB aumenta 1% ao ano como resultado direto da introdução de medidas de eficiência energética.

"Com o aumento das energias renováveis em grande parte do mundo, entender e gerenciar a flexibilidade está se tornando a pedra angular dos mercados de energia".
Agência Internacional de Energia, 2017

Nos Estados Unidos, as perdas de energia no sistema de transmissão e distribuição de eletricidade caíram mais de 25% desde 1980. E reduções coletivas do uso de energia, de 40 a 60% em relação às previsões atuais, estão previstas para 2050.

Para atender à rápida e crescente demanda de energia, os países do Sudeste Asiático estão cada vez mais buscando políticas de eficiência energética. Assim, concordaram com uma meta de eficiência coletiva para reduzir a intensidade energética em 30% até 2025, em comparação com o nível de 2005, além de metas nacionais em alguns países.

Em 2017, espera-se que o mercado global de armazenamento de energia cresça 47% em relação ao ano recorde de 2016, em termos de nova capacidade de armazenamento implantada. Assim, as forças do mercado estão impulsionando o uso acelerado de soluções existentes e também o desenvolvimento de novas tecnologias.

Rápida descentralização, digitalização e eletrificação

Rápida descentralização, digitalização e eletrificação

A crescente influência das energias renováveis significa que o sistema energético está evoluindo rapidamente para acomodar a descentralização. 

Descentralização: Com a geração de energia cada vez mais localizada perto ou no local do cliente, de forma descentralizada, os provedores de energia tentam atender aos requisitos de oferta e procura, em constante mudança, da melhor maneira possível. As tecnologias vitais para alcançar o equilíbrio são o armazenamento distribuído, as micro-redes, resposta à demanda e medidas de eficiência energética. 

Da mesma forma, os sistemas inteligentes evoluem para equilibrar a rede e conectar a geração de energia local ao consumo local, nivelando os excedentes e deficiências. A digitalização é um ingrediente vital na facilitação do crescimento de sistemas de energia descentralizados, permitindo comunicação automatizada aberta e em tempo real. Cada vez mais iremos utilizar sistemas inteligentes de medição, controle remoto e automação. Além do medidor, plataformas de otimização e agregação, assim como aparelhos e dispositivos inteligentes, nos conectam ainda mais.

Acelerar a eletrificação de muitas aplicações tradicionalmente abastecidas por hidrocarbonetos é fundamental para as metas de carbono de longo prazo, e será um importante recurso distribuído. Cada vez mais usaremos veículos elétricos, carregamento inteligente e bombas de calor, que por sua vez utilizam a energia gerada localmente.

Perturbação do sistema elétrico

Perturbação do sistema elétrico

As três tendências de descentralização, digitalização e eletrificação têm o potencial de perturbar o sistema elétrico convencional, reforçando-se mutuamente em um ciclo virtuoso. O potencial de perturbação é alimentado ainda mais pela redução exponencial dos custos de energia, modelos de negócios inovadores e baixa utilização de ativos da rede elétrica.

Soluções híbridas oferecem a flexibilidade de que precisamos

Soluções híbridas oferecem a flexibilidade de que precisamos

A hibridização na forma de armazenamento de energia é uma das principais tecnologias recentes, e está se tornando rapidamente uma mega-tendência. O armazenamento de energia oferece maneiras flexíveis de equilibrar a oferta e a demanda ao preencher a lacuna entre geração e consumo de energia, amortecendo as cargas de pico e diminuindo as interrupções.

Usando tecnologias e serviços de grade de última geração, os clientes do sistema de energia do futuro irão produzir, consumir, armazenar e vender eletricidade.

Produzir, consumir, armazenar e vender

Produzir, consumir, armazenar e vender

Para os clientes do futuro sistema de energia, o armazenamento atenderá aos desafios da imprevisibilidade, como o clima (em relação às fontes renováveis de energia) e às necessidades dos clientes industriais (com mudanças inerentes nas demandas de pico). É aí que a hibridização entra em jogo.

Resumo de hibridização

Resumo de hibridização

Uma definição simples e ampla de hibridização é qualquer sistema com duas ou mais fontes de energia atuando juntas para realizar uma tarefa. Talvez a forma de hibridização mais conhecida hoje seja um veículo híbrido, em que um sistema convencional de propulsão por motor de combustão interna é combinado com um sistema de propulsão elétrica para criar um conjunto propulsor "híbrido". Os benefícios da hibridização, neste caso, são economia de combustível, melhora de desempenho e menos emissões. 

As soluções híbridas são implementadas principalmente por pelo menos um destes motivos: 
Para

  • Reduzir ou adiar despesas de capital (CAPEX) 
  • Evitar superdimensionamento do sistema 
  • Adiar o investimento em infraestrutura 
  • Ajudar na produção de energia localizada 
  • Prevenir a instabilidade de energia 
  • Ajudar na inclusão de energias renováveis na infraestrutura da rede 

Em situações de alimentação excessiva, o sistema híbrido pode direcionar energia para o armazenamento. Quando os níveis de demanda estiverem altos, o meio de armazenamento pode ser acessado para fornecer uma fonte adicional de energia;

  • Reduzir despesas operacionais (OPEX) 
  • Aumentar a eficiência do sistema 
  • Aumentar a disponibilidade do sistema 

Sistemas híbridos podem aumentar a eficiência do sistema e evitar quedas de energia causadas por problemas de qualidade da rede;

  • Diminuir o tempo de inatividade do sistema, aumentando a robustez no caso de problemas de qualidade de energia
Principais benefícios do armazenamento de energia

Principais benefícios do armazenamento de energia

Espera-se que a hibridização de sistemas continue a aumentar significativamente em uma ampla seção transversal dos setores industriais e comerciais baseados em terra e mar, especialmente devido à redução dos custos com baterias e aumento da densidade de energia.

Para implementar a hibridização em suas operações, você pode obter ajuda da Danfoss Drives para introduzir um meio de armazenamento de energia em um sistema. Nós fornecemos suporte pessoal e outros recursos para ajudá-lo a obter mais conhecimento sobre a hibridização onde for relevante em suas próprias aplicações. Por exemplo, você é bem-vindo a participar de nossos webinars.

Conexão contínua da cidade de Amsterdã

Conexão contínua da cidade de Amsterdã

Um projeto notável para balsas recém-construídas em Amsterdã, utilizando propulsão elétrica/híbrida de bateria. A Danfoss Drives apoiou o projeto com engenharia, testes e produtos.

Soluções de armazenamento de energia Danfoss Drives

Soluções de armazenamento de energia Danfoss Drives

O armazenamento de energia é frequentemente descrito como o facilitador principal da integração da energia renovável à geração de energia. A Danfoss está ampliando o escopo de armazenamento de energia e desenvolvendo soluções que também focam na otimização do consumo de energia. Ao equipar máquinas e processos inteiros com sistemas de armazenamento, é possível melhorar significativamente a qualidade da energia e aumentar o desempenho e a eficiência geral.

O futuro sistema de energia fornecerá funções adicionais para a grade, incorporando inúmeras tecnologias de clientes. A Danfoss Drives oferece soluções de produtos, engenharia e testes para armazenamento de energia em diversas aplicações de hibridização, como suavização de carga de pico, capacidade de auto-restabelecimento (black start), energia de backup e flexibilidade de tempo em vários setores:

Integração de fontes de energia renováveis

  • Previsão de produção de energia
  • Corte de pico
  • Flexibilidade de tempo de produção

Estabilidade de grade - serviços auxiliares

  • Regulação de frequência/emulação de inércia
  • Reservas girantes
  • Capacidade/impulsionamento de sobrecarga
  • Partida/reação rápida

μGrids

  • Compensação de potência de pico em nível de subestação
  • Energia de backup em situações de anomalia

Eficiência

  • Otimização da produção de energia em cooperação com geradores a diesel e GNL
  • Otimização de consumo de cargas em ambiente marítimo
  • Energia limpa em portos

Ecologia

  • Energia limpa em portos
  • Flexibilidade de tempo, integração de fontes de energia renováveis

Disponibilidade de energia elétrica

  • Fonte de alimentação ininterrupta de energia para telecomunicações, aeroportos e hospitais

Construção em terra e mineração

  • Produção de energia local, normalmente com geradores a diesel, otimização de operação com baterias 
  • Hibridização de máquinas 

Produtos de conversores para hibridização

  • VACON® NXP DC/DC Converter
    VACON® NXP DC/DC Converter

    Maximiza o rendimento da energia em soluções híbridas e ajuda a melhorar o desempenho ao aproximar o suporte de energia ao consumo.

  • VACON® NXP Grid Converter
    VACON® NXP Grid Converter

    Drives refrigerados a ar e a líquido, projetados especificamente para aplicações de armazenagem de energia e gerenciamento de energia marítima.