A ideia é simples. Uma equipe liderada por Franz Georg Pikl, um Ph.D. estudante do Instituto de Engenharia Hidráulica e Gestão de Recursos Hídricos da TU Graz, combinou as vantagens da tecnologia de armazenamento por bombeamento e do armazenamento de calor usando água como meio para criar uma "usina hidrelétrica de armazenamento por bombeamento de água quente". O novo sistema armazena e fornece eletricidade, energia de calor e resfriamento conforme necessário.

O primeiro elemento é a energia hidrelétrica de armazenamento bombeado, uma tecnologia que tem sido continuamente refinada nos últimos 100 anos. Atualmente é o mais confiável, forma eficiente e durável de armazenamento de eletricidade. Esquemas hidrelétricos de armazenamento bombeado são encontrados principalmente em países montanhosos, pois exigem uma diferença de elevação entre dois reservatórios, bem como quantidades suficientes de água. Quando grandes volumes de energia são gerados, o excesso de eletricidade é usado para bombear a água do reservatório inferior para o superior. Se a demanda de eletricidade aumentar, a água flui de volta para baixo e aciona as turbinas que, por sua vez, geram energia. Pikl implementou este princípio completamente subterrâneo. Os túneis subterrâneos são usados ​​para criar a diferença de elevação entre os dois reservatórios subterrâneos necessários para produzir eletricidade, independentemente da topografia. Isso minimiza a área necessária, e simplifica o processo de localização e também o procedimento de aprovação obrigatória.

Acumuladores de calor, onde a energia térmica é armazenada, constituem o segundo componente do novo conceito de armazenamento. Graças à sua alta capacidade de calor específico, a água serve como meio de armazenamento de energia térmica adicional para a usina hidrelétrica de armazenamento bombeado subterrâneo. A energia renovável é usada para aquecer a água até 90 ° C. A energia térmica é armazenada e utilizada por meio de trocadores de calor instalados nos reservatórios subterrâneos. Quando a demanda por calor é alta, pode ser fornecido diretamente aos consumidores por meio de linhas de transmissão de aquecimento urbano.

Franz Georg Pikl também integrou a tecnologia de resfriamento distrital ao conceito - esse método de resfriar edifícios está se tornando cada vez mais significativo - na forma de resfriadores de absorção. Quando necessário - em outras palavras, em dias quentes - a água quente impulsiona os resfriadores, que produzem energia de resfriamento que é distribuída aos clientes ao longo das linhas de transmissão de resfriamento distrital. Para garantir um fornecimento constante de energia de resfriamento para várias zonas de temperatura, esse sistema pode ser modificado pelo resfriamento da água do esquema hidrelétrico de armazenamento bombeado subterrâneo - que poderia então ser rotulado como "usina hidrelétrica de armazenamento bombeado de água fria".

Benefícios ambientais e econômicos

Estudos de viabilidade tecnológica e energética enfatizam o alto grau de eficiência e custo-benefício desse conceito de armazenamento híbrido. "A combinação desses sistemas altamente eficientes, com fatores de eficiência em torno de 80% para armazenamento de eletricidade e calor, resulta em um aumento significativo no armazenamento total de energia em comparação com a implementação separada, e o nível de consumo de recursos permanece o mesmo. Graças a este novo armazenamento de energia desenvolvido, várias fontes de energia renovável podem ser agrupadas por meio de infraestrutura conectada à rede de energia, o que, por sua vez, ajudará a indústria de energia a superar os desafios que enfrenta. A unidade também se destaca pela rentabilidade. O período de retorno é mais curto do que com usinas convencionais de armazenamento bombeado, "Pikl explica. Os aspectos ecológicos do projeto também o tornam uma proposta atraente:a operação com emissão zero é possível, não são necessários espaços abertos e o armazenamento de energia, respectivamente, da usina não afeta o balanço hídrico natural, o que, por sua vez, reduz o impacto ambiental.

Da teoria à prática

Pikl está atualmente tentando obter o apoio de fornecedores de energia e empresas para a construção de um protótipo de armazenamento bombeado de água quente. "As tecnologias separadas estão em uso há décadas, mas ninguém nunca teve a ideia de agrupá-los. Atingir a meta do Acordo de Paris de limitar os aumentos de temperatura a 1,5 graus requer medidas extensivas e, ao mesmo tempo, preservar nossa qualidade de vida tanto quanto possível. Nosso sistema pode ser um dos blocos de construção para salvaguardar o fornecimento futuro de energia usando sistemas renováveis, e também representaria uma eficiência energética, passo em frente amigo do ambiente. As estruturas podem operar por muito tempo, o que significa que também seriam amortizados em termos de proteção climática. "