Como as tecnologias inovadoras conduzem o futuro das energias renováveis

O progresso da transição para fontes de energia renováveis e mais limpas está aumentando em paralelo com uma vasta gama de novas tecnologias, desde a inteligência artificial até às ferramentas que permitem a adoção de energias renováveis. O crescimento das tecnologias atuais e a transição para um consumo de energia sustentável estão intrinsecamente ligados. Na Atlas, acreditamos que, ao reconhecer e aceitar estas ligações, podemos promover um ambiente que apoie e agilize a adoção de energias renováveis.

As tecnologias renováveis estão consolidadas

O desenvolvimento de fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, é um dos avanços tecnológicos mais significativos da história moderna. Outrora considerada inviável devido ao seu elevado custo, o investimento e os avanços tornaram a energia solar a fonte de energia menos dispendiosa em muitas partes do mundo.

Parte desta mudança deve-se simplesmente ao aumento da procura, que conduz a economias de escala, mas grande parte deve-se também ao aumento da eficiência dos próprios painéis. Em 2010, os painéis solares disponíveis no mercado tinham uma eficiência média de 14,7%, o que significa que era essa porcentagem da energia solar que chegava ao painel e era convertida em eletricidade. Atualmente, a eficiência varia entre 17% e 22%, com uma média de 19,2%, e alguns painéis solares experimentais de última geração ultrapassam 40% de eficiência. A melhoria contínua dos próprios painéis significa custos mais baixos e a possibilidade de adotar a produção de energia solar numa escala ainda maior.

Embora tenha registrado melhorias menos drásticas do que a energia solar nos últimos anos, a tecnologia eólica também continua a progredir. O aumento da eficiência e as economias de escala significaram que a energia eólica também registrou um declínio significativo dos preços.

Uma tecnologia em desenvolvimento particularmente importante para a incorporação da energia eólica e solar no nosso consumo diário de eletricidade é o armazenamento de energia. Sendo as energias renováveis inerentemente intermitentes (o sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra), a sua utilização 24 horas por dia é complicada. Por exemplo, a produção de energia solar alcança o seu pico à tarde, enquanto a procura de eletricidade chega ao seu pico à noite. Isto significa que uma parte da produção potencial de energia solar não será realizada, um fenômeno conhecido como “restrição”, que se traduz em limitações regulamentares impostas à produção, em vez de uma restrição natural da fonte de energia. Atualmente, com a melhoria da tecnologia das baterias, o excesso produzido nos períodos de pico de produção pode ser armazenado para mais tarde.

A aplicação do armazenamento de energia em grande escala implica na construção de instalações com enormes conjuntos de baterias. A maioria destas instalações atualmente em funcionamento é constituída por baterias íon-lítio de curta duração. São baterias desenvolvidas para armazenar energia durante cerca de quatro horas, para transferir o excesso de produção da tarde para o excesso de procura da noite.

No entanto, serão necessárias baterias de maior duração para uma transição completa para a energia verde. As baterias íon-lítio de maior duração não são ideais em todas as situações, e que outras tecnologias de armazenamento de energia de longa duração se encontram em várias fases de desenvolvimento.

As baterias de fluxo são uma tecnologia em desenvolvimento que se baseia em células eletroquímicas para armazenamento. Existem várias composições químicas de baterias de fluxo (ou de fluxo redox) e o seu grau de comercialização varia. As baterias de fluxo de ferro, por exemplo, são fabricadas a partir de materiais facilmente disponíveis, como ferro, água e sal, o que evita algumas das críticas ambientais das tecnologias de íon-lítio e outras. Atualmente, algumas instalações de fluxo de ferro estão sendo construídas, mas a sua viabilidade comercial em grande escala ainda está por ser determinada.

O acúmulo hidroelétrico por bombagem é uma tecnologia antiquada que pode ser mais útil. Com base na física básica da gravidade, o excesso de energia é utilizado para bombear água de um reservatório inferior para um reservatório superior e, em seguida, de volta para o reservatório inferior através de uma central hidroelétrica, quando a energia é necessária. O armazenamento de energia por ar comprimido é outra solução potencial, em que o ar é bombeado para uma caverna, mina abandonada ou outro espaço confinado e depois emitido quando a energia é necessária.

Todas estas opções de armazenamento de energia a longo prazo podem atualmente funcionar como previsto. Resta saber quais serão as opções mais rentáveis e adaptadas ao mercado. Atualmente, não existe um líder claro.

Dos chatbots à previsão energética: a oportunidade da IA para as energias renováveis

Quando a maior parte das pessoas pensa em inteligência artificial, imagina robôs sensíveis ou algoritmos generativos como o ChatGPT. Mas a IA está encontrando muitas aplicações além dessas. A utilização da IA nas energias renováveis, em particular em empresas como a Atlas, está se tornando crucial para o funcionamento do mundo com energia limpa. Estes algoritmos baseiam-se numa vasta gama de dados, principalmente para prever a geração, ao contrário da previsão da procura, que é normalmente do domínio dos reguladores, e respondem às alterações das condições numa fração de segundo.

Na verdade, a integração da IA no setor das energias renováveis é um importante desenvolvimento emergente. A análise baseada na IA e os algoritmos de aprendizagem automática já estão sendo utilizados para otimizar a produção e a distribuição de energia. Ao examinar grandes quantidades de dados provenientes de padrões meteorológicos atuais e previstos, registros climáticos históricos, imagens de satélite e outras fontes relevantes, a IA ajuda principalmente a prever a produção a fim de reduzir os cortes e melhorar a eficiência. Em caso de falha, a IA pode também encaminhar a eletricidade dentro da rede e ajudar a diagnosticar o problema.

As energias renováveis tornam a rede mais complicada. Diferentes fontes de energia serão utilizadas em períodos diferentes, consoante a sua disponibilidade e conveniência num dado momento. Além disso, parte da eletricidade terá de ser redirecionada para baterias a fim de ser utilizada posteriormente, e essa energia será extraída quando necessário. Para complicar ainda mais a situação, a produção distribuída de energia acrescenta complexidade à gestão da rede. Cada casa ou empresa com os seus próprios painéis solares ou baterias deve ser coordenada dentro da rede. Uma rede renovável necessita de armazenamento a curto e longo prazo, provavelmente com base em diferentes tecnologias em instalações separadas. Além disso, envolverá serviços auxiliares essenciais para a estabilidade da rede, como a regulação da tensão e a reserva giratória, entre outros.

Este tipo de articulação complexa, com aparentemente inúmeras partes móveis, por vezes exigindo uma reação numa fração de segundo, é uma utilização perfeita para as tecnologias de IA. Por outro lado, se esta organização for mal conduzida, aumenta a possibilidade de apagões que perturbam a vida das pessoas e fazem com que a opinião pública se oponha a uma dependência cada vez maior da energia limpa.

De fato, o Departamento de Energia dos EUA coordenou com a IBM a criação de uma IA que prevê a capacidade de produção das centrais solares. Descobriram que eram capazes de aumentar a precisão da previsão solar em 30%, um enorme salto para a utilização eficiente e eficaz da energia solar.

Unidos pelo futuro

Mais uma vez, estes avanços demonstram a relação simbiótica entre a inovação de vanguarda e o crescimento das energias renováveis, permitindo às empresas e aos governos aumentar a adoção de energias limpas em todo o mundo.

A Atlas Renewable Energy possui a sustentabilidade em sua essência. Desenvolve, constrói, financia e gerencia projetos de energia limpa em todo o continente americano, permitindo às empresas a alimentarem as suas operações de forma sustentável.

Com uma grande variedade de serviços, desde contratos de compra de energia renovável (PPAs) a certificados de energia renovável (RECs), a Atlas ajuda grandes consumidores de energia em todos os setores a realizar a transição energética, estabelecendo alianças com especialistas de todos os setores para se manter na vanguarda dos avanços tecnológicos.

Para saber mais sobre a abordagem da Atlas Renewable Energy para inovação e colaboração, entre em contato conosco.

Em associação com a Castleberry Media, estamos empenhados em cuidar do nosso planeta, e é por isso que este conteúdo é ambientalmente responsável.