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Novas tecnologias de armazenamento de energia New technologies for energy storage Alberto Jorge Bernardo www.efacec.com
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Novas tecnologias dearmazenamentode energia
New technologies forenergy storage
Alberto Jorge Bernardo
www.efacec.com
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Solução: Sistemas de Armazenamento de Energia
Solution: Energy Storage Systems
RES não são capazes de
responder rapidamente
a variações na procura
RES cannot provide
immediate response to
power demand
Aumento da penetração
de renováveis (RES)
Increase of renewables
penetration (RES)
Esta combinação constrange a operação da rede, o que se traduz em
desafios de fiabilidade, qualidade de energia e eficiência
This combination constrains grid operation, leading to challenges, such
as reliability, power quality and operational efficiency
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Porquê? | Why?
RES são intermitentes e
ajustam-se dificilmente
à procura energética
RES are intermittent & not
easily adjustable to power
demand
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Cargas| Loads
Cargas| Loads
Centrais | Power plants
Nivelamento de Carga| Load Levelling
ESSESS
Reserva Girante| Spinning Reserve
Qualidade de Energia | Power QualityCapacidade Firme | Capacity FirmingSuavização | Smoothing
ESS
ESS
Regulação de Tensão| Voltage regulation
Peak-shavingLoad-shifting
ESS
Peak-shavingNivelamento de Carga
| Load LevellingDiferimento Investimento
| Investment Deferral
ESS
Outras fontes renováveis
Distribuição (BT)| Distribution (LV)
Sub-transmissão (AT)| Sub-transmission (HV)
Distribuição (MT)| Distribution (MV)
Nivelamento de Carga | Load LevellingRegulação de Frequência | Freq. regulation
ESS
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Porquê? | Why?
| Other renewable sources
Regulação de Frequência| Frequency Regulation
Transmissão (MAT)| Transmission (VHV)
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Perspetiva Tecnológica nos EUA | US Technology Outlook
5%
Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Panorama Global | Global View
Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/
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Flywheels Electro-chemical
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Panorama Global | Global View
Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/
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Renováveis / Renewables
T&D
Geração / Generation
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Panorama Global | Global View
Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/
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T&D
Geração / Generation
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Panorama Global | Global View
Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/
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Rastler, D.; “Electricity Energy Storage Technology Options”, EPRI – Technical Update, Dez. 2010
energy
driven
applications
power
driven
applications
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Gama de Aplicações | Range of Applications
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Alguns Exemplos de Aplicações | Some Application Examples
Armazenamento Gravitacional | Pumped Hydro (EDP Produção, Portugal)
Armazenamento de Energia por Ar Comprimido | Compressed Air Energy Storage – CAES
Baterias de Fluxo Vanádio Redox | Vanadium Redox Flow Batteries (Sumitomo, Japan)
Baterias Sulfureto de Sódio | Sodium Sulphur Batteries (NGK, Japan)
Baterias Ião Lítio | Lithium Ion Batteries (A123/NEC, US/Japan )
Volantes de Inércia | Flywheels
energy
driven
applications
power
driven
applications
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Fonte:2014, IEA, Energy Storage Technology Roadmap
I&D Demonstração Comercialização
Hidro-Bombagem
Pit Storage
Armaz. GeoTérmico
Termoquímico Armaz. Água Fria
Água Quente ResidencialGás Natural Sintetizado/Sintético
CAESHidrogénio
CAES-Adiabático
SMES Baterias NaS
Armazenamento de Gelo
Flywheel (Baixa Velocidade)Supercondensador
Baterias LítioFlywheel (Alta Velocidade)
Baterias Fluxo
Sal Derretido
produção térmica
produção eletricidade
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity
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I&D Demonstração Comercial
Armazenamento de Energia | Energy Storage
Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity
Destaques | Highlights
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Conclusão | Conclusion
Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC
Metas a curto prazo Near term targetsDemonstrar sistemas AC AC Systems demonstration
redox flow batteriessodium-based batterieslead-carbon batterieslithium-ion batteries
outras tecnologias | other technologies
Custo Cost< 250 USD / kWh< 1750 USD / KW
Eficiência Efficiency> 75%
Ciclos Cycles> 4000
Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Conclusão | Conclusion
Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC
Metas a Longo prazo Long term targetsDemonstrar sistemas AC com AC Systems demonstration withmateriais e químicas avançados advanced materials and chemicals
Custo Cost< 150 USD / kWh< 1250 USD / KW
Eficiência Efficiency> 80%
Ciclos Cycles> 5000
Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage
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Armazenamento de Energia | Energy Storage
Conclusão | Conclusion
Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC
Mas, não basta tecnologia… Yet, technology is not enough…Há barreiras regulatórias There are regulation barrierse diferenças entre países and cross border differences
Fonte | Source: 2013, Sandia report
Definir, promover e implementar novos modelos de negócio
• Novos incumbentes – agregadores – e/ou
• Novo papel para os operadores do sistema elétrico
• Modelo de posse e uso dos ativos de armazenamento
• Providenciar normas de referência – espaços geográficos afins
Define, promote and implement new business models
• New incumbents – aggregators – and/or
• New role for the electric systems operators
• Ownership and use model for the storage assets
• Provide reference standards – related geographical areas
