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Potencial de Vinho e Armazenamento Pumped para Segurança Energética

Introdução

A segurança energética é garantir que haja suficiente oferta elétrica para demanda com base em um preço que não seja muito volátil. Para garantir a segurança energética para os futuros governos em todo o mundo estão apresentando novos planos para reformar suas estratégias atuais. No Reino Unido, tem uma Reforma do Mercado de Eletricidade, que é dito para atrair 100 bilhões de GBP. (DECC, 2016a) O aumento da eficiência energética, a manutenção de redes confiáveis ​​e o aumento da conexão dos países vizinhos farão o caminho para se certificar de que somos suficientes para o futuro. Os compromissos dos compromissos governamentais reforçam ainda mais esta determinação, por exemplo, a directiva da UE sobre energias renováveis ​​de 15% de consumo de energia de 20% até 2020.

Energia Eólica

Esta forma de energia renovável usa o fluxo de ar do vento para girar uma turbina que gera eletricidade. A equação para calcular o poder através de um metro quadrado é dada abaixo, o que, por sua vez, mostra que a potência é proporcional à velocidade do vento e como mostrado por Coley (2008) à medida que aumenta em altura acima da terra, a velocidade do vento é mais rápida é por isso que as turbinas eólicas estão aumentando de tamanho:

Do DUKES (2016), afirma que uma geração elétrica total do Wind em 2015 para o Reino Unido foi de 83550 GWh, como o Vento contribuiu para 18965 GWh (18,965 TWh). A geração total de vento aumentou 26% de 2014 para 2015.

DECC (2013) prevê uma taxa de crescimento anual de 13% para o vento terrestre na próxima década, com capacidade de 11 GW atualmente em fase de planejamento ou em fase de planejamento ou aguardando construção. Para o mercado offshore até 18 GW poderia estar disponível até 2020.

Combinação de Vento e Combustível

São vários outros métodos dos quais podem ser combinados com energia eólica (por exemplo, hidro, térmico convencional, gás). O armazenamento bombeado tem a vantagem de ter sempre energia disponível mesmo durante o período seco. (Montero e Pérez, 2009)

Figura 5: Sistema híbrido de soldagem de vento e de bombeamento (Anagnostopoulos e Papantonis, 2007)

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Exemplo 1

De acordo com Ingram (2016), a Alemanha está atualmente passando por um projeto piloto de hidromassagem de energia eólica e de bombeamento. Haverá quatro turbinas eólicas instaladas e uma unidade de armazenamento bombeada de 16 MW no rio Kocher. Isso dará uma resposta rápida à rede e reduzirá os custos de eletricidade para o consumidor. As 4 turbinas eólicas serão contratadas até o final de 2017 e a usina PSH estará operacional até 2018.

Figura 6: Projeto piloto combinando energia de armazenamento de gás e vento em Gaildorf, Alemanha (Ingram, 2016)

Exemplo 2

Um sistema de armazenamento de bombeamento composto por 4 turbinas e um parque eólico 11MW foi construído em uma das ilhas Canárias, que atenderá a 80% da demanda elétrica. (Al Zohbi, et al., 2015)

Figura 7: Planta de armazenamento de bombas (Montero Pérez, 2009)

Exemplo 3

O conceito de um parque eólico 10MW instalado nas Ilhas Faroé combinado com uma usina de armazenamento de bombeamento. Os reservatórios serão conectados em Miovatn (reservatório superior) e Vatnsnes (reservatório inferior) que poderia dar uma capacidade de 10MW. O custo da instalação de armazenamento é estimado em 5,7 NOK/kWh. (Nordon Energy Research, 2013)

Figura 8: Área de captação nas Ilhas Faroé. (Nordon Energy Research, 2013)

IRENA (2015) mostra um aumento na capacidade de energia eólica e de petróleo até 2030 em relação a 2013:

Figura 9: Capacidade renovável instalada total entre o ano de 2013 e 2030. (IRENA, 2014)

Uma desvantagem com PSH é muito intensivo em capital com longos tempos de desenvolvimento e construção. Os principais contribuidores são a infra-estrutura da usina hidrelétrica e, em segundo lugar, é o equipamento eletro-mecânico. De acordo com a IRENA (2012), o custo total instalado varia de US $ 1000 a US $ 3500/kW. Isso também pode aumentar em US $ 3500/kW adicionais devido ao custo de conexão com as redes de transmissão existentes; isso depende de localização em local.

Interligação de energia

Um sistema elétrico que pode se tornar mais flexível pode economizar bilhões de dólares no mercado britânico por ano. A flexibilidade pode ser proveniente da interconexão de outros sistemas elétricos, como, por exemplo, energia eólica e hidrelétrica (PSH).

A Comissão Europeia estabeleceu um objectivo de 10% de interconexão eléctrica para 2020. Eles estão a construir um mercado de energia comum mais integrado, competitivo e sustentável. Eles apresentaram um Programa Europeu de Energia para Recuperação (EEPR) principalmente por causa da crise econômica e com isso identificaram projetos de interconexão em toda a UE e até agora gastaram 650 milhões de euros. (EuropeanCommission, 2015)

O Reino Unido tem actualmente uma capacidade de interligação de 4GW com França, Países Baixos, Irlanda do Norte e República da Irlanda. (Ofgem, 2016) De acordo com Becker (2015), existe uma capacidade de interconexão proposta adicional de 7,3 GW, por exemplo, da Bélgica, Dinamarca e Noruega.

O Conselho Consultivo Alemão exige capacidade de transmissão de 42 GW entre a Noruega e a Alemanha até 2050 para tornar o PSH capaz de equilibrar a geração elétrica renovável na Alemanha. A Alemanha tem um objetivo de 80% de eletricidade renovável até 2050. (Ingebretsen amp; Johansen, 2014).

A Noruega possui ~ 50% da capacidade do reservatório na Europa. A Noruega fornece 98% de sua eletricidade a partir de usinas hidrelétricas. Stone (2015) diz que a Noruega poderia ser uma potencial bateria verde para a UE, mas é restrita devido a questões políticas e sociais. No entanto, foi anunciado que um link de 1,4 MW 740 km se unirá ao Reino Unido e à Noruega custando US $ 1,64 bilhão, que estará operacional em 2021.

A Organização Mundial de Desenvolvimento e Cooperação para a Interligação Energética (GEIDO) é um grupo chinês com o objetivo de uma super grid asiática até 2050. Agora, existem acordos entre empresas de energia na China, na Rússia, no Japão e na Coréia do Sul. Eles destacaram a geopolítica como um obstáculo principal para a estabilidade interconectada na rede e assumiu que haverá acesso às novas linhas de alta voltagem que funcionam a 1000kV AC e 800 kV DC em 1000kms. (Novo Atlas, 2016)

Figura 10: Interligação Global de Energia (GEIDO, 2016)

Uma desvantagem da interconexão entre os países é mostrada em Andrews (2015). Durante o horário de verão, nossa demanda é assegurada, no entanto, durante o horário de inverno, quando a demanda de eletricidade é o mais alto há um potencial para outros países para tirar o fornecimento deixando outro sem eletricidade (como caduques, apagões e sobrecargas).

Conclusões

O vento e o PSH provarão ser uma necessidade para fornecer segurança energética no futuro. O vento recebe um benefício adicional quando combinado com PSH de uso crescente de eletricidade, transferindo energia em momentos de baixa demanda. PSH é uma tecnologia madura e comprovada e oferece a capacidade de fornecer demanda elétrica em poucos minutos.

O futuro da segurança energética também depende da interligação de países vizinhos; A conexão com a Noruega é vista como a mais benéfica para o fornecimento de eletricidade renovável na UE. No entanto, em uma escala global, os aspectos geopolíticos e sociais entre os países podem ser considerados problemáticos e precisarão desenvolver se a capacidade de interconexão entre os países for prosperar.

Apêndice

Figura 11: Atlas do vento europeu, onshore (EWEA, 2009)

Tabela 1: Potencial de energia eólica técnica na UE (Dursun e Alboyaci, 2010)

Tabela 2: potenciais de armazenamento hidrelétricos mundiais (Dursun Alboyaci, 2010)

[1600 palavras]

Referências

AL ZOHBI, G. et al. (2015) Sistemas de armazenamento de bombas eólicas para atender a demanda de eletricidade libanesa. Revue des Energies Renouvelables . [Online] 18. (setembro). p.375-397. Disponível em:

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