p As energias renováveis ​​estão em ascensão na Europa, à medida que a economia se distancia do uso de combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, mas uma rede de eletricidade envelhecida está lutando para acompanhar o ritmo acelerado dos desenvolvimentos. p Originalmente projetado para obter e distribuir energia de algumas fontes grandes, A rede elétrica da Europa agora deve lidar com uma classe emergente de fontes de energia, como solar, vento, marés e térmicas, de vários fornecedores diferentes. As energias renováveis ​​também podem ter disponibilidade intermitente ou produzir picos de eletricidade.

p Essa irregularidade pode sobrecarregar a rede de linhas de distribuição e subestações que compõem a rede, causando falhas que podem resultar em frequentes quedas de energia, equipamentos danificados e perda de produtividade para a economia.

p Por tais razões, produtores de energia independentes podem não ter permissão para conectar fontes de energia renováveis ​​até que a rede seja atualizada, criando um gargalo para os fornecedores de energia.

p 'As conexões podem ser atrasadas por anos ou podem nem acontecer, 'disse Yoram Valent, o co-fundador da empresa israelense GridON. 'Isso tem um impacto negativo sobre a capacidade de energia que os operadores de serviços públicos podem oferecer, ao mesmo tempo, atrasando o fluxo de receita potencial de fontes renováveis ​​de baixo carbono desejáveis. '

p A GridON fabrica dispositivos chamados limitadores de corrente de falha (FCLs), que são instalados em pontos-chave da rede para limitar as correntes elétricas anormais.

p Ao reagir instantaneamente a falhas e picos de corrente, Os FCLs melhoram a resiliência da rede e permitem que a capacidade de energia seja aumentada - o que pode incluir a adição de novas fontes de produtores independentes - sem a tarefa muito cara e demorada de reformar toda a rede.

p Produtores renováveis

p Valent e seus colegas criaram um FCL que está no mercado desde 2013. No entanto, provou ser muito grande e caro para produtores renováveis, como parques eólicos que alimentam o nível de distribuição da rede.

p Como parte de um projeto apoiado pela UE que terminou no ano passado, eles combinaram a tecnologia central usada em seu dispositivo de grande escala com um sistema eletrônico de potência, para criar um FCL muito menor e mais leve, adequado para a produção de energia renovável. Ele é projetado para ser instalado nas subestações de utilidades ou nos locais de geração de energia e mitigar correntes de falha excessivas de fonte renovável. A redução do tamanho do FCL também ajudou a diminuir seu custo.

p Isso significa que, no futuro, novas fontes de energia devem obter aprovação para se conectar à rede com muito mais rapidez. No Reino Unido, um dos países onde a rede está desatualizada e precisa de uma grande atualização, Valent e seus colegas estão cientes de centenas de pedidos de produtores de energias renováveis ​​que desejam se conectar.

p 'Usando nosso FCL, garantimos que a rede não será exposta a falhas excessivas e as aprovações de conexão podem passar mais rápido, - disse Valent. 'É um facilitador para conectar novas fontes, renovável ou qualquer, para a rede. '

p O uso de supercondutores - materiais que conduzem eletricidade sem perder energia - também pode melhorar a tecnologia FCL. Os materiais convencionais, como o fio de cobre, perdem uma parte de sua energia à medida que a carga passa pelo metal. Os supercondutores não permitem que se perca energia na transmissão, embora supercondutores operacionais consumam energia por meio de caros sistemas de resfriamento criogênico.

p Limitadores de corrente de falha supercondutores (SCFCLs) devem ser muito mais eficazes quando altas tensões estão envolvidas, combinando dissipação de baixa potência, alta sensibilidade e alta velocidade de operação.

p O maior desafio é fazer com que os supercondutores trabalhem em temperaturas mais altas - geralmente, eles precisam estar próximos do zero absoluto para operar de maneira eficaz. Isso significa que os SCFCLs são muito caros para uso comercial generalizado.

p Transmissão de energia

p Professor Pascal Tixador e seu grupo do Institut Néel, um dos laboratórios do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, e parceiros, pretendem tornar os SCFCLs mais acessíveis e robustos como parte do projeto FASTGRID para desenvolver uma melhor transmissão de energia.

p Para reduzir o custo dos SCFCLs, a equipe está projetando versões melhores do ReBCO (terras raras, bário, fios de óxido de cobre) agora usados ​​em seus dispositivos.

p Eles estão buscando a aplicação de novos fios supercondutores com um componente de safira para uso em SCFCLs. Avanços recentes permitiram que camadas finas fossem produzidas a partir do mineral. Quando um revestimento supercondutor é adicionado, esses fios têm uma excelente capacidade de limitar a corrente anormal e transportar muitas vezes mais corrente do que seus predecessores de cobre, propriedades que foram validadas em laboratório.

p A próxima etapa é avaliar como eles podem ser implementados em SCFCLs em escala industrial e encontrar uma maneira de torná-los econômicos.

p A tecnologia pode ser vital para os planos de criação de uma super-rede europeia e de um mercado único de energia. No momento, cada país tem sua própria infraestrutura de energia e a energia não flui livremente através das fronteiras. Mas uma nova rede para reunir eletricidade que abrange a Europa e a região circundante foi proposta. It should help with the adoption of renewables, where short blackouts are an issue. An area depending on energy from a wind farm, por exemplo, could use energy produced elsewhere by solar in times of low wind.

p Direct current

p Developing a supergrid will require a new high voltage direct current (HVDC) grid system. Direct current is required to transport electricity over long distances instead of alternating current, which is more efficient in smaller networks. Contudo, fault current can be more severe when direct current is used, making FCLs even more crucial. 'FCLs can reduce the fault current that needs to be cut by a factor of 10, ' said Prof. Tixador.

p SCFCLs are the only viable solution to limit abnormal currents produced by high voltages, according to Prof. Tixador. The goal of the EU-funded FASTGRID research is to provide high-voltage superconducting transmission lines that can be used in the next generation transmission network. SCFCLs, together with future energy storage systems, would be an important element in assuring the safety and reliability of the network.