sexta-feira, 8 de novembro de 2024

Energia elétrica renovável em diferentes aplicações energéticas

Oportunidades de Power to X no Brasil: energia elétrica renovável em diferentes aplicações energéticas.
A energia elétrica renovável pode ser aplicada em diversas situações, como:

Geração de eletricidade: Painéis solares em telhados podem gerar eletricidade.

Abastecimento de comunidades: Turbinas eólicas podem gerar eletricidade para abastecer comunidades.

Alimentação de veículos elétricos: Veículos elétricos podem ser alimentados com eletricidade de fontes renováveis.

Aquecimento de água: A energia solar térmica pode ser utilizada para aquecer água e outros líquidos.

A energia renovável é proveniente de fontes que se regeneram naturalmente, como o sol, o vento, a chuva, as marés e a energia geotérmica. São consideradas uma alternativa ao modelo energético mundial, que se baseia no uso de combustíveis fósseis.

No Brasil, a maior parte da energia renovável é produzida em usinas hidrelétricas, mas a geração de energia eólica e solar também tem ganhado destaque.

O diretor do “International PtX Hub” da agência de cooperação técnica alemã GIZ, Torsten Schwab, conversou com a pv magazine sobre o conceito e as oportunidades que ele abre para o Brasil. “Os combustíveis de aviação e marítimos, bem como a produção de ferro ou aço verde oferecem uma oportunidade imediata”, disse o especialista. A substituição de combustíveis fósseis na indústria cria um novo mercado para a geração renovável no país.

Alternativas às fontes fósseis de energia usadas em diferentes aplicações industriais, como o hidrogênio, a amônia e combustíveis sintéticos, criarão um novo mercado de venda para a geração elétrica renovável. A pv magazine conversou sobre o conceito Power-to-X e as oportunidades que essas aplicações criam para o Brasil com o diretor do International PtX Hub, da agência de cooperação técnica alemã GIZ, Torsten Schwab.

“Combustíveis de aviação e marítimos, bem como a produção de ferro ou aço verde oferecem uma oportunidade imediata. Esses são produtos de alto valor que são facilmente comercializáveis em todo o mundo”, diz o especialista.

Torsten Schwab, diretor do International PtX Hub.

Como o conceito de Power-to-X pode ser aplicado ao contexto brasileiro?

O país oferece abundância em todas as matérias-primas para PtX renovável, ou seja, eletricidade, água e carbono. Além disso, sua indústria diversificada, experiente na produção lucrativa de combustíveis renováveis em tamanhos adequados de planta, coloca o Brasil em uma posição promissora para liderar o assunto globalmente. A questão é se há participantes corajosos para dar os passos necessários.

O PtX cria um novo mercado de compra de eletricidade renovável. Talvez, no futuro, essa eletricidade seja otimizada para operar eletrolisadores em vez de para a rede elétrica.

Quais são os desafios técnicos e econômicos para implementar o Power-to-X?

Tecnicamente, as peças únicas dos processos existem, frequentemente usadas em processos fósseis. Mas a integração é necessária e isso para a configuração renovável. Enquanto para instalações fósseis o paradigma é “quanto maior, melhor”, com PtX renovável há uma restrição de tamanho dada pela eletricidade renovável disponível e carbono renovável necessário para os processos. Especialmente este último não é economicamente válido para transporte em longas distâncias. Portanto, o tamanho da instalação PtX é dado em função da disponibilidade local de carbono, o que significa unidades muito menores do que com equivalentes fósseis.

Economicamente, a curva de aprendizado precisa avançar. As primeiras plantas precisam ser construídas, mesmo que ainda não sejam lucrativas. Mas se não começarmos, isso nunca acontecerá. Portanto, precisamos encontrar os nichos que prometem lucratividade hoje e aproveitar qualquer tipo de subsídio ou outro meio de financiamento de risco para ganhar experiência e reduzir custos.

Como as tendências globais em descarbonização e Power-to-X podem impactar o mercado brasileiro?

O truque é que o mundo não vai descarbonizar, mas sim “desfossilizar”. O carbono ainda será necessário para alguns tipos de combustível e também para a indústria química, incluindo farmacêutica e cosmética, bem como alguns produtos agrícolas. É aqui que está a grande oportunidade do Brasil: carbono renovável como matéria-prima para a PtX para fornecer qualquer coisa que hoje seja derivada de petróleo bruto fóssil ou gás natural. O Brasil pode ou não surfar na onda do esforço global de desfossilização. Pessoalmente, acho que seria uma oportunidade perdida se não o fizesse.

Quais são as oportunidades de colaboração internacional para o Brasil em projetos de descarbonização e Power-to-X?

Para começar, eu diria que os combustíveis de aviação e marítimos, bem como a produção de ferro ou aço verde oferecem uma oportunidade imediata. Esses são produtos de alto valor que são facilmente comercializáveis em todo o mundo.

O que é Power-to-X?

O conceito de Power-to-X descreve o uso de eletricidade renovável, de usinas eólicas, solares, hidrelétricas e geotérmicas, para gerar uma ampla variedade de produtos finais (X) para descarbonizar diferentes etapas de consumo de energia. Isto é, substituir combustíveis fósseis usado para aquecimento, resfriamento e abastecimento de trens e carros, retirando o elemento carbono do processo. A eletricidade renovável pode aquecer e resfriar diretamente edifícios, trens e carros elétricos (eletrificação direta).

Já o hidrogênio — produzido a partir da eletrólise da água abastecida por eletricidade renovável — pode servir como combustível para processo de altas temperaturas, por exemplo, na indústria de vidro ou cimento, ou como agente de redução na indústria siderúrgica, além de armazenamento de energia para compensar a intermitência de energias renováveis no sistema elétrico (energia de reserva). O hidrogênio renovável também pode ser combinado com nitrogênio para produzir amônia, descarbonizando um insumo essencial para a indústria de fertilizantes, para explosivos na mineração, a indústria química para cosméticos e produtos farmacêuticos, que também pode ser combustível no transporte marítimo.

Para avançar ainda mais na desfossilização da indústria, é possível produzir hidrocarbonetos sintéticos sustentáveis (CxHy), a partir do carbono renovável, de fontes renováveis não fósseis, como captura direta de ar (DAC) e resíduos biogênicos, ou reciclado de fontes industriais inevitáveis a partir da captura e uso de carbono da indústria (CCU). O carbono renovável é transformado em um tipo de petróleo bruto sintético, muitas vezes chamado de syn-crude, que pode ser transformado em produtos específicos, como combustível de jato para aeronaves. (pv-magazine-brasil)

‘10 megatendências para a transição energética’

MTI Technology Review apresenta as ‘10 megatendências para a transição energética’

Documento destaca inovações tecnológicas e soluções sustentáveis que moldarão o futuro da energia e promoverão uma transição mais rápida, sustentável e inclusiva como captura de carbono, energia solar distribuída, armazenamento de energia e hidrogênio verde, entre outras.
A vertical de energia da MIT Technology Review, apresentou esta semana o relatório 10 Energy Megatrends, que lista ’10 megatendências para a transição energética global’. O documento foi produzido utilizando o innovation stakeholder model do MIT.

O relatório foi baseado nos resultados do Energy Summit 2024, evento global de inovação e empreendedorismo em energia e sustentabilidade, que ocorreu em junho no Rio de Janeiro

De acordo com o CEO do Energy Summit, Hudson Mendonça, essas tendências devem moldar o futuro da energia nas próximas décadas do setor energético global, oferecendo oportunidades e desafios para os stakeholders. “As tendências deste relatório mostram que a transição energética é uma grande oportunidade e precisa ser conduzida com inteligência estratégica. Políticas públicas robustas e o envolvimento de setores além do setor energético serão essenciais para que essas inovações sejam implementadas com sucesso, trazendo benefícios reais para a sociedade”, comenta.

Já para o CEO da MIT Technology Review, André Miceli, essas megatendências, ressaltam a importância da inovação tecnológica para promover uma transição mais rápida, sustentável e inclusiva, criando oportunidades econômicas para governos, corporações e startups. “A inovação tecnológica é o grande motor da transição energética. Empresas que abraçarem essas inovações estarão à frente do futuro da energia, gerando impacto econômico e ambiental. Agora é a hora de investir em tecnologias que moldarão as próximas décadas”, reforça.

Principais resultados do estudo

1. Captura de Carbono

A captura de carbono é uma tecnologia crucial para reduzir as emissões de CO₂, especialmente em setores industriais como cimento, siderurgia e petroquímicos. O mercado de captura de carbono, avaliado em US$ 2 bilhões em 2022, deve crescer para US$ 50 bilhões até 2030. Políticas públicas e investimentos em tecnologias como CCS (Captura e Armazenamento de Carbono) e DAC (Captura Direta do Ar) serão decisivos para sua escalabilidade.

2. Eficiência Energética com IA e IoT

A combinação de Inteligência Artificial (IA) e Internet das Coisas (IoT) está revolucionando a eficiência energética. Essas tecnologias estão sendo aplicadas em sistemas de monitoramento em tempo real e otimização de infraestruturas industriais, reduzindo desperdícios e melhorando o gerenciamento de redes elétricas. O mercado global de eficiência energética deve atingir US$ 154 bilhões até 2030.

3. Energia Solar Distribuída

A energia solar distribuída está transformando o setor energético com novos modelos de negócios, como sistemas de assinatura e comunidades solares. Estima-se que o segmento de energia solar distribuída responda por mais de 300 GW até 2030, permitindo uma geração de energia mais descentralizada e acessível.

4. Armazenamento de Energia

Com o aumento da demanda por fontes renováveis, o armazenamento de energia se tornou fundamental. O mercado global deve crescer de US$ 10 bilhões em 2020 para US$ 55 bilhões até 2030, impulsionado pelo avanço das baterias de íon-lítio e outras tecnologias emergentes, como baterias de fluxo e de estado sólido.

5. Combustível Sustentável de Aviação (SAF)

O combustível sustentável de aviação (SAF) está emergindo como uma solução promissora para descarbonizar o setor aéreo. A produção global de SAF, que alcançou 300 milhões de litros em 2022, deve representar 10% do combustível de aviação global até 2030. O Brasil, devido à sua biomassa, pode se tornar um grande líder na produção de SAF

6. Hidrogênio Verde

O hidrogênio está se consolidando como uma peça-chave na transição energética, com o hidrogênio verde ganhando destaque por ser produzido a partir de fontes renováveis. Com a queda nos custos de energias como solar e eólica, espera-se que o hidrogênio verde represente 25% da produção global de hidrogênio até 2050.

7. Pequenos Reatores Modulares (SMRs)

Os pequenos reatores modulares (SMRs) representam uma nova geração de energia nuclear mais segura, acessível e escalável. Estes reatores podem ser usados tanto para geração elétrica quanto para calor industrial e dessalinização de água. A expectativa é que a adoção dos SMRs se consolide até 2035.

8. Materiais Avançados

Materiais avançados, como nanomateriais e grafeno, estão acelerando inovações em setores como energia e eletrônica. Esses materiais estão sendo aplicados em tecnologias fotovoltaicas e de armazenamento, ajudando a reduzir o impacto ambiental e aumentando a eficiência energética.

9. Fusão Nuclear

A fusão nuclear é vista como a “energia do futuro”, prometendo uma fonte praticamente inesgotável e limpa de eletricidade. Embora a comercialização ainda esteja distante, avanços em reatores de fusão compactos e novos materiais estão acelerando o desenvolvimento dessa tecnologia, com previsão de adoção até 2050.

10. Computação Quântica

A computação quântica promete revolucionar o setor energético ao otimizar processos e permitir a simulação de novos materiais. Essa tecnologia emergente está se consolidando em áreas como criptografia, simulação molecular e otimização logística, com um crescimento projetado de US$ 500 milhões em 2022 para até US$ 10 bilhões em 2030.

As megatendências destacadas indicam um futuro em que a inovação será fundamental para o desenvolvimento de soluções sustentáveis.

O relatório oferece um direcionamento para que governos e empresas transformem o setor energético, promovendo um futuro mais eficiente e economicamente viável. (pv-magazine-brasil)

Cientistas australianos descobrem que pode aumentar desempenho de células solares

Cientistas australianos fazem nova descoberta que pode aumentar o desempenho das células solares.
Sim, cientistas australianos descobriram um método que pode melhorar o desempenho das células solares:

Pesquisadores da Austrália Ocidental descobriram um método para aumentar o número de moléculas que aderem à superfície de nanocristais semicondutores.

Eles afirmam que esse avanço pode melhorar significativamente a eficiência e o desempenho dos painéis solares.

Outros avanços na tecnologia de células solares incluem:

Células solares bifaciais, que podem gerar energia elétrica tanto pela parte da frente quanto pela de trás.

Descoberta de um novo material para fabricar absorvedores solares, a parte central de uma célula solar que transforma luz em eletricidade.

Pesquisadores da Curtin University, na Austrália Ocidental, descobriram que ajustar a forma dos nanocristais semicondutores coloidais permite que eles controlem como esses nanocristais interagem com seu ambiente. Essa mudança aumenta sua eficiência em várias aplicações, incluindo células solares.

O professor associado Guohua Jia, da Escola de Ciências Moleculares e da Vida da Universidade Curtin, liderou o estudo, que examinou como a forma dos nanocristais de sulfeto de zinco (ZnS) influenciou a capacidade das moléculas, conhecidas como ligantes, de aderir à sua superfície.

Jia afirmou que os ligantes desempenham um papel importante no controle do comportamento e desempenho dos nanocristais de ZnS em dispositivos optoeletrônicos – dispositivos que produzem luz ou usam luz para desempenhar suas funções, incluindo células solares.

“Ao ajustar a forma dessas partículas, conseguimos controlar como elas interagem com o ambiente e torná-las mais eficientes em várias aplicações”, disse ele.

Os pesquisadores descobriram que partículas mais planas e uniformes chamadas nanoplaquetas permitem que mais ligantes se unam firmemente, em comparação com outras formas, como nanopontos e nanobastões, que podem ter arranjos escalonados.

Densidade de ligantes usando nanopontos, nanobastões e nanoplaquetas.

Jia disse que a descoberta fornece um botão importante para ajustar a funcionalidade química dos nanocristais de ZnS e pode melhorar o desempenho dos dispositivos optoeletrônicos.

“A capacidade de controlar as formas das partículas pode revolucionar a eficiência e o desempenho do produto”, disse ele. “A capacidade de manipular eficientemente a luz e a eletricidade é fundamental para o avanço de sistemas eletrônicos mais rápidos, eficientes e compactos. Isso inclui LEDs, que convertem eletricidade em luz … bem como células solares que convertem luz em energia elétrica, alimentando dispositivos usando a luz solar.

Outros dispositivos que podem ser avançados por essa descoberta incluem fotodetectores que detectam a luz e a convertem em um sinal elétrico, como em câmeras e sensores, além de diodos laser usados na comunicação de fibra óptica que convertem sinais elétricos em luz para transmissão de dados.

Pesquisadores Australianos revelaram uma nova plataforma de inteligência artificial que tem o potencial de acelerar o desenvolvimento de células solares de próxima geração, com alto desempenho e de baixo custo. (pv-magazine-brasil)

quarta-feira, 6 de novembro de 2024

Solução de iluminação fotovoltaica para áreas rurais

Pesquisadores criaram um sistema de iluminação baseado no coletor solar AEM10941 desenvolvido pela E-peas, com sede na Bélgica. O sistema é supostamente capaz de fornecer um tempo de execução de brilho total de 10 horas.
Lâmpada solar baseada em AEM10941 iluminando uma sala escura.

Cientistas de Camarões projetaram um novo sistema de iluminação movido a energia solar para áreas rurais.

O sistema proposto é baseado na solução de circuito integrado (IC) de coleta de energia solar AEM10941, disponível comercialmente e desenvolvida pela E-peas, com sede na Bélgica. O sistema AEM10941 é um circuito integrado de gerenciamento de energia que extrai energia CC de painéis solares de até 7 células para armazenar simultaneamente energia em uma bateria e fornecer ao sistema duas tensões reguladas independentes.

Os acadêmicos adicionaram o microcontrolador ATMEGA328PU, que permite que o sistema de iluminação alterne entre os ambientes de iluminação interna e externa, bem como um sensor infravermelho passivo (PIR), um potenciômetro e um módulo de iluminação LED.

O painel solar que alimenta cada sistema tem capacidade de 2 W e carrega uma bateria de íons de lítio de 3,7 V durante o dia, enquanto a mini placa foi configurada com uma taxa de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) de 85%. Vinte peças de LED também foram instaladas, cada uma com capacidade de 0,2 W, para um total de 4 W. O sistema mede 28 cm x 6 cm x 16 cm e pesa 100 g. O painel solar é instalado com um ângulo de inclinação de 10 graus e o sensor PIR é instalado a 36 graus.

O grupo realizou uma série de medições para medir as taxas de carga e descarga e os níveis de iluminância.

“Empregamos um multímetro conectado à bateria para monitorar o processo de carregamento, com leituras registradas em intervalos regulares usando um cronômetro”, explicaram ainda. “Por outro lado, para a avaliação de descarga, ativamos a lâmpada com brilho máximo em uma sala escura para simular as condições de uso do mundo real”.

As medições mostraram que o sistema exibiu uma intensidade luminosa de 50 lx na configuração de brilho mais baixo, 700 lx no brilho médio e 1.436 lx no brilho máximo, o que se mostrou melhor ou semelhante à intensidade das lâmpadas de querosene.

Além disso, o tempo de carga solar foi de três horas, suficiente para um tempo de execução de brilho total de 10 horas. Com base na resposta do usuário das lâmpadas de querosene, a necessidade de luz por noite em comunidades remotas em Camarões é de quatro horas.

Os testes de avaliação de desempenho revelaram que o AEM10941 carrega efetivamente a bateria até a capacidade total em três horas. Além disso, no modo interno, uma única carga pode sustentar até 10 horas de iluminação, demonstrando a eficiência e confiabilidade da lâmpada em fornecer iluminação prolongada.

“Além disso, a iluminação confiável aumenta a segurança, iluminando caminhos e dissuadindo ameaças potenciais, contribuindo para uma sensação de segurança na comunidade. Além disso, ao reduzir a dependência de lâmpadas de querosene perigosas, as lâmpadas solares promovem melhores resultados de saúde, minimizando a exposição a vapores nocivos e reduzindo o risco de acidentes”, acrescentaram os acadêmicos.

Pesquisa foi conduzida por cientistas da Universidade de Buea, em Camarões, e da Associação Científica Africana para Inovação e Empreendedorismo (ASAIE). (pv-magazine-brasil)

Evolua Energia amplia operações para atender 5 estados e diversificar fontes

Evolua Energia amplia operações para atender mais cinco estados e diversificar fontes.

Com presença em mais 2 mil municípios, a empresa especializada em geração compartilhada, passa a atuar em Mato Grosso, Goiás, Bahia, Rio Grande do Norte e Piauí, assim como em Minas Gerais, onde já atua. Além da fonte solar, a Evolua incorporou energia hidrelétrica e biogás, tanto no mercado livre quanto na geração distribuída.
A Evolua Energia, empresa especializada no mercado de geração distribuída compartilhada, anunciou a expansão de suas operações para diversos estados além de Minas Gerais, incluindo Mato Grosso, Goiás, Bahia, Rio Grande do Norte e Piauí. Além da energia solar, a Evolua está diversificando suas fontes, incorporando também CGH (Centrais Geradoras Hidrelétricas) e biogás, tanto no mercado livre quanto na geração distribuída.

Para o diretor comercial e de marketing da Evolua Energia, Kim Lima, esses estados têm a oportunidade de se tornarem protagonistas na transição energética do Brasil. “Vemos essa expansão como um movimento fundamental para possibilitar que mais brasileiros tenham acesso à energia solar. Acreditamos que nossa chegada, aliada aos investimentos significativos dos estados nesse mercado, não apenas reflete o aumento da demanda por esse serviço, mas também contribui para conscientizar a população sobre seus benefícios ambientais”, pontua.

Mudanças climáticas impactam a nossa vida!!!

Por meio de um processo de adesão simplificado e digital, a Evolua oferece aos consumidores em todos esses estados a oportunidade de reduzir suas despesas com energia elétrica, sem a necessidade de instalação de painéis solares. O modelo de geração distribuída compartilhada, disponível para comércios, residências e áreas rurais, permite o aproveitamento de fontes renováveis provenientes de centrais próximas. Além disso, a empresa está se preparando para entrar no mercado livre de energia, ampliando ainda mais suas ofertas e oportunidades para os consumidores.

A Evolua Energia mantém um relacionamento próximo com as distribuidoras locais, facilitando suas operações e colaborando com os esforços do governo para promover a transição energética. Além disso, a empresa busca estabelecer parcerias estratégicas com companhias locais e nacionais para fortalecer sua presença e impulsionar sua expansão. Essa rede de parcerias viabiliza uma maior capilaridade comercial e um relacionamento mais próximo com o consumidor final, possibilitando a integração com o mercado livre de energia.

“Nossa rede de parcerias permite uma ampla capilaridade comercial e um relacionamento mais próximo com o consumidor final. Atuamos de forma personalizada, levando em conta o contexto regional e analisando o mercado com base em dados concretos. Isso minimiza desafios no projeto, desde o arrendamento de terras até as negociações com os pontos de venda, proporcionando um serviço significativo aos clientes”, afirma Lima. (pv-magazine-brasil)