Pesquisadores desenvolveram um método para determinar o impacto das mudanças climáticas no fornecimento e na variabilidade de energia renovável local.
Um aumento nos padrões climáticos incomuns relacionados às mudanças climáticas significa que a demanda por energia e a disponibilidade de energia solar, hídrica e eólica podem se tornar mais variáveis.

O método de pesquisadores do Instituto Geofísico Fairbanks da Universidade do Alasca e na Espanha ajudará os planejadores de energia locais a determinar a combinação ideal de fontes de energia renovável e necessidades de armazenamento de energia.

A pesquisa foi publicada em agosto na revista Land . A professora de ciências atmosféricas do Instituto Geofísico Uma Bhatt é a principal autora.

“É importante que a sociedade entenda o impacto das mudanças climáticas e da variabilidade nos recursos de energia renovável para projetar um sistema de energia resiliente e se preparar para o futuro”, disse Bhatt.

Os pesquisadores estudaram intermitência, produção de energia e armazenamento de energia no contexto de dados climáticos históricos em dois locais:a cidade de Córdoba, no Alasca, em Prince William Sound, que tem um clima oceânico subpolar, e Palma de Mallorca, uma cidade em uma ilha subtropical espanhola. . Os pesquisadores obtiveram 60 anos de dados climáticos para cada local.

A energia eólica, solar e hidrelétrica são suscetíveis a um clima que está se tornando menos previsível e produzindo eventos climáticos mais extremos. O aumento da cobertura de nuvens pode diminuir a disponibilidade de energia solar. A diminuição da precipitação poderia reduzir a disponibilidade de energia hidrelétrica. O aumento dos ventos pode aumentar a disponibilidade de energia eólica.

Sem um planejamento adequado, as redes elétricas correm o risco de se tornarem menos confiáveis, pois as energias renováveis ​​representam uma parcela cada vez maior do fornecimento.

“Se você tem uma porcentagem muito alta de energia renovável de alta variabilidade sem energia de backup apropriada em seu sistema, isso realmente degrada muito a confiabilidade do sistema”, disse David Newman, co-autor do estudo e professor de física do UAF Geophysical Institute.

Para complicar ainda mais a situação, a demanda por energia muda de maneira imprevisível à medida que o clima se torna cada vez mais variável. Mesmo quando a demanda é normal, uma queda repentina na disponibilidade de uma fonte renovável – o vento deixando de girar as turbinas, por exemplo – pode causar apagões se uma fonte de backup não estiver disponível para uso imediato.

"Como você conserta isso? Você tem que encontrar uma maneira de remover a variabilidade ou ter uma maneira de compensá-la rapidamente", disse Newman.

A maneira mais fácil e óbvia é ter geradores baseados em combustível fóssil em standby. Destes, os geradores movidos a gás natural podem ser iniciados rapidamente quando necessário. Mas ainda é um produto de combustível fóssil, embora mais limpo do que outras fontes de combustível fóssil.

Outro método mais limpo é armazenar o excesso de energia produzida por fontes renováveis ​​durante períodos de demanda normal.

Os avanços na tecnologia melhoraram as baterias em escala de rede, que podem armazenar energia em excesso que pode ser distribuída para uso de curto prazo durante um apagão generalizado.

Outros métodos de armazenamento incluem energia hidrelétrica reversível, armazenamento de energia por gravidade, armazenamento de energia de volante e armazenamento de energia de ar comprimido. Todos são métodos fundamentalmente simples e explicados pelo National Renewable Energy Laboratory.

"Esta é uma das áreas realmente interessantes [de estudo] agora", disse Newman.

A energia hidrelétrica reversível é responsável por 95% de toda a capacidade de armazenamento de energia em escala de serviço público nos Estados Unidos. A água é bombeada de um reservatório hidrelétrico para outro em uma elevação mais alta durante períodos de excesso de energia, elevando o nível do reservatório mais alto. Essa água é liberada para os geradores do reservatório inferior quando necessário.

O armazenamento de energia por gravidade envolve o uso de excesso de energia para levantar pesos maciços consistindo de areia, cascalho ou rocha e deixando os pesos suspensos. Quando a energia é necessária, os pesos podem cair, com seus cabos conectados girando um gerador.

O armazenamento de energia do volante é normalmente usado em pequenas aplicações e para necessidades de energia muito mais curtas do que outros métodos de armazenamento. Um motor aciona um volante, uma roda pesada que gira livremente quando o motor perde potência. A roda girando livremente gira um gerador, que produz eletricidade por vários minutos.

O armazenamento de energia de ar comprimido pode fornecer energia em escala de rede por vários dias. A eletricidade é usada para comprimir e armazenar o ar no subsolo, geralmente em cavernas de sal. Quando necessário, o ar é liberado e aquecido até a expansão para alimentar um gerador.

Os autores dos trabalhos de pesquisa oferecem uma advertência notável ao seu trabalho:a mudança climática é complicada e varia de acordo com o local, assim como as fontes disponíveis de energia renovável.

“Tanto o clima quanto a energia são sistemas complexos interconectados, e é importante que eduquemos a próxima geração a pensar em todas as disciplinas para que estejam preparadas para lidar com os problemas complexos que estão surgindo”, disse Bhatt. + Explorar mais

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