a energia eólica e solar são fontes de energia abundantes, limpas e cada vez mais baratas, e já contribuem significativamente para os esforços para descarbonizar a rede elétrica. Mas como o sol brilha apenas parte do dia e o vento é imprevisível ou mais forte tarde da noite, essas fontes de energia não são consistentes.Se houver mais energia produzida do que as necessidades da rede elétrica, a capacidade dos parques eólicos e solares é simplesmente desperdiçada. Pior ainda, se a demanda de eletricidade aumentar durante períodos de baixa geração de energia renovável, as concessionárias geralmente acenderão as chamadas “fábricas de peaker”, que emitem grandes quantidades de CO2 em relação às usinas comuns. Sem tecnologia limpa e econômica para armazenar energia renovável para atender a esses picos, a quantidade de energia renovável que a rede pode suportar pode ser limitada e o crescimento de energia renovável na próxima década pode estagnar.
as tecnologias existem para ajudar a rede a lidar com picos de demanda rápidos e armazenar energia por vários meses. Mas as soluções atuais são caras e não estão capturando toda a energia produzida por fontes de energia renováveis. E se pudéssemos aproveitar ao máximo a energia renovável com um sistema barato que pudesse ser localizado em qualquer lugar e armazenar energia por algumas horas ou até várias semanas?
o professor de Física Robert Laughlin, ganhador do Prêmio Nobel de Stanford, projetou um sistema teórico que armazena eletricidade como calor (em sal fundido de alta temperatura) e frio (em um líquido de baixa temperatura semelhante ao anticongelante que você tem em seu carro). A energia armazenada no sal pode ser mantida por dias ou até semanas, até que seja necessária.No sistema da Alphabet em Malta, a energia é armazenada como energia térmica-tanto calor quanto frio. A termodinâmica por trás da tecnologia de armazenamento de Malta é mostrada aqui:
em seu trabalho, o Professor Laughlin mapeou o sistema geral e provou a matemática de como todos os componentes devem trabalhar juntos. X decidiu começar uma pequena equipe para dar o próximo passo: projetar os componentes individuais e entender o sistema em geral bem o suficiente para avaliar se isso funcionaria no mundo real – e a um preço competitivo.
depois de mais de 2 anos construindo desenhos CAD, executando extensas simulações de computador e imprimindo muitas peças em 3D, a equipe da X detalhou projetos de engenharia que estão quase prontos para serem transformados em máquinas reais – até o ângulo exato de cada lâmina em uma turbina e a força e espessura do material usado.
(esquerda) Siyuan ajusta desenhos CAD de tecnologia que facilita o processo de resfriamento. (Direito) para construir um sistema altamente eficiente, a equipe precisa projetar de todos os ângulos. Aqui, Sebastian, Adrienne e Siyuan olham para um protótipo 3D para discutir a altura da lâmina.
a equipe também aprendeu que esse sistema possui algumas qualidades importantes que o tornam viável tanto do ponto de vista ambiental quanto de custo:
- componentes baratos. Embora as turbinas e trocadores de calor precisem de engenharia personalizada, grande parte do sistema usa tecnologia convencional – tanques de aço, ar e líquidos de resfriamento são simples de adquirir. O sal é facilmente extraído da terra e pode ser usado repetidamente para armazenar calor sem degradar ou emitir subprodutos tóxicos.
- localização flexível. Este sistema não depende de condições meteorológicas específicas ou locais específicos. Pode ser perto da fonte de energia renovável, ou perto de onde há alta demanda na rede elétrica.
- de longa duração e fácil de expandir. Os tanques de sal podem ser carregados e recarregados milhares de vezes, possivelmente até 40 anos-três ou mais vezes mais do que outras opções de armazenamento atuais. Para adicionar mais capacidade de armazenamento, basta adicionar mais tanques de sal e tanques de líquido frio, o que mantém os custos do sistema Baixos.
Malta está se movendo rapidamente para testar a viabilidade comercial e está procurando parceiros inovadores e inovadores da indústria para nos ajudar a dar vida a esse sistema.
o próximo passo é construir uma planta protótipo em escala de megawatt que seria grande o suficiente para provar a tecnologia em escala comercial. Malta está à procura de parceiros com a experiência para construir, operar e conectar um protótipo à rede. Além disso, a X está interessada em conversar com clientes de armazenamento de energia em escala de rede, fabricantes de sistemas de energia e empresas de construção de sistemas de energia.