Institutos LactecMestrado ProfissionalTrabalho da disciplina Sistemas de Armazenamento de Energia

Franklin L. Klock

Curitiba / 2015

ARMAZENADORES MAGNÉTICOS SUPERCONDUTORES DE ENERGIASUPERCONDUCTING MAGNETIC ENERGY STORAGE - SMES

SUPERCONDUCTING MAGNETIC ENERGY STORAGE - SMES

1 SUPERCONDUTIVIDADEFenômeno observado pela primeira vez em 1911 por Heike Kammerlingh, ao estudar a variação da resistência elétrica de uma amostra de Hg.

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Fig. 1 - Curva de resistividade elétrica do Mercúrio.

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2 TIPOS DE SUPERCONDUTORES

Da perspectiva da temperatura, há dois tipos de supercondutores: os LTS – Low Temperature Superconduct e os HTS – High Temperature Superconduct.

2Fig. 2 - Curva de resistividade de um supercondutor LTS à esquerda e um HTS à direita.

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3 SUPERCONDUTORES

Apresente os principais aspectos metodológicos da pesquisa e a estrutura do trabalho

1 Introdução2 ....3 ...4 ...5 Conclusão

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4 O QUE É O SMES?O SMES consiste em um sistema de armazenamento no qual a energia é acumulada no campo magnético gerado pela circulação de corrente contínua através de uma espira supercondutora.

Fig. 3 – Design de uma espira supercondutora de 100 kWh.

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5 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

É baseado na capacidade que os supercondutores têm em conduzir grandes quantidades de correntes DC, dando origens a campos magnéticos consideráveis, desta forma armazenando energia.

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Fig. 3 – Equação de armazenamentoe tipos de espiras, solenoide e toroide.

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6 TOPOLOGIA DO SMES

6Fig. 4 – Esquema básico de um sistema SMES.

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7 Aplicações do SMES

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Tab. 1 – Aplicações, Cap. de Armazenamento e período de Descarga.

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X Vantagens do SMES

- Tempo durante carga e descarga é muito curto; - Alta potência disponível quase instantaneamente;- Dissipação ôhmica é desprezível considerando outros métodos de armazenamento; - Grande vida útil;- Alta confiabilidade; - Reduzido impacto ambiental e altamente eficiente (rendimento de 90% no mínimo).

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7 Relação Custo X Benefício

O custo de um sistema SMES pode ser separado em dois independentes componentes, um deles é o custo do armazenamento de energia e o outro é da capacidade de potência. - Custo de armazenamento: (US$ 85 - US$ 125)/MJ

- Custo do sistema de conversão: (US$ 150 - US$ 250)/kW

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8 Viabilidade Econômica

Fig. 5 – Custo de armazenamentoem mil dólares.

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X Exemplo de projetos de SMES

Tab. 2 – Projetos de SMES na Europa iniciados em 2001.

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