Baterias de Fluxo Redox

Baterias de Fluxo Redox são uma alternativa às baterias de Lítio-íon

Devido à natureza intermitente das fontes renováveis (geração solar e eólica), o uso de baterias em sistemas elétricos é crescente. O armazenamento desse tipo de energia gera maior segurança no atendimento das cargas e pode contribuir para estabilidade do sistema. Nesse contexto, as baterias de fluxo redox revolucionam os sistemas de armazenamento de energia.

Nessa apresentação vamos aprender o que são as baterias de fluxo redox e porque elas são alternativas às baterias a base de células de lítio-íon. Falaremos sobre as oportunidades de negócio provenientes de sua aplicação em sistemas elétricos e dos gargalos atuais para sua disseminação. Vamos lá!

Quando falamos em baterias é bem comum a associação desses dispositivos elétricos a aparelhos eletrônicos e a inovações tecnológicas, como carros movidos a eletricidades e casas que integram a tecnologia com a geração solar. Mas, você já imaginou um sistema de baterias para atender ao consumo de uma indústria de grande porte, como por exemplo uma cimenteira?

Saiba que a tecnologia já existe, sendo tratada no setor elétrico como uma alternativa que poderá conferir lastro de geração a fontes intermitentes, conectadas ao Sistema Interligado Nacional (SIN).

O que são Baterias de Fluxo Redox?

As baterias de fluxo redox fazem o armazenamento de energia elétrica como energia química. Seu sistema construtivo é composto por dois tanques que armazenam a solução de sais e ácidos e por células eletroquímicas responsáveis pelo carregamento e descarregamento do sistema.

Fonte da Imagem: Thyssenkrupp Brasil

Como funcionam?

O nome Redox é uma contração dos termos “Redução” e “Oxidação”. Embora essas baterias em particular sejam nomeadas após esta reação química, a ação Redox é comum à maioria das células galvânicas.

Em uma bateria de fluxo de redox, os eletrólitos são armazenados em tanques separados, e bombas são usadas para circular os fluidos em uma pilha com eletrodos separados por uma membrana fina. Esta membrana permite a troca com os eletrólitos para produzir eletricidade. A energia produzida depende da superfície dos eletrodos, enquanto a duração do armazenamento é uma função do volume de eletrólitos.

Embora existam dezenas de diferentes tipos de baterias de fluxo, apenas cerca de 10 a 12 parecem prontas para aplicações comerciais.

As baterias de fluxo redox funcionam como uma fonte de eletricidade de corrente direta (DC) que atravessa um inversor para conversão à energia de corrente alternada (AC).

Porque as baterias de fluxo redox são vistas como alternativa às de lítio-íon?

As baterias de fluxo redox podem ter maior flexibilidade de uso do que sistemas de íons de lítio projetados para uma aplicação específica.

Os sistemas de fluxo redox sofrem menor degradação quando submetidos a sistemas com oscilação no tempo de utilização por dia e para diferentes aplicações, apresentando melhores resultados que as baterias de lítio-íon.

Vantagens das baterias de fluxo redox:

  • Redução do consumo de energia elétrica nos horários de pico;
  • Geração de energia de acordo com a necessidade de uso, permitindo inclusive o desenvolvimento de sistemas off grids;
  • Apresentam boas respostas ao estresse elétrico;
  • Em sua maioria são não poluentes e com risco limitado à saúde humana devido às exposições;
  • Apresentam um rápido tempo de resposta;
  • Apresentam um longo ciclo de vida, sendo vistas como regenerativas, conferindo-lhes vantagem competitiva na integração com sistemas de geração elétrica.

Os sistemas são adequados para sistemas recarregáveis de alta potência em aplicações como nivelamento de carga, mas ainda apresentam custos elevados.

Dificilmente a fonte substitui baterias sólidas em ambientes que há uma pressão cada vez maior para a redução das dimensões dos sistemas de bateria. Não se tratam de sistemas de baterias que poderão ser utilizados de forma ampla, mas se o observamos sobre a ótica de indústrias e sistemas de geração de energia visualizamos a importância de sua incorporação.

Baterias de fluxo redox e oportunidades

No mercado de energia brasileiro, a arbitragem de energia pode ser o melhor caso de uso para as baterias de fluxo redox. Na prática, faz-se o armazenamento de energia em horários de custo de energia mais baixo para a devolução em períodos de custo mais alto, permitindo uma receita significativa.

As baterias de fluxo redox são opções atraentes para ampliar a disponibilidade de recursos solares e eólicos renováveis em mais horas do dia para combater problemas de intermitência conhecidos.

Para as concessionárias, tanto das baterias de lítio-íon quanto do fluxo, podem reduzir o risco em todo o seu portfólio com opções de armazenamento de energia.

Porque ainda não é forte e presente no SIN?

Atualmente, segundo a companhia norte americana Burns & McDonnell, os custos de capital da bateria de fluxo são quase duas vezes o custo de um sistema de íons de lítio de mesmo porte. Avaliando a capacidade de armazenamento mais longa e vida útil mais longa, a economia melhore, mas não se equipara às baterias de lítio-íon financeiramente.

A principal barreira para a penetração total do mercado das tecnologias de baterias de fluxo hoje é a falta de comercialização em comparação com a base de instalação pesada da tecnologia concorrente de íons de lítio. Mas no curto prazo, é provável que mais instalações sejam construídas até que a tecnologia reduza custos e melhore o retorno sobre os investimentos necessários.

O que esperar para o futuro da tecnologia no Brasil?

A tecnologia deverá ser alvo de debates sobre seus benefícios para a manutenção do equilíbrio operativo do SIN. Diante do acréscimo de fontes intermitentes e suas interferências negativas no SIN poderemos em breve acompanhar debates sobre incentivos fiscais para redução do alto custo da implementação das baterias de fluxo redox e emparelhamento com empreendimentos de fontes de energia renováveis.

Quer aprender mais sobre o tema e conhecer os principais players com desenvolvimento de soluções de baterias de fluxo redox? Entre em contato conosco.