Quais são as perspectivas de aplicação dos Sistemas de Armazenamento de Energia por Baterias (BESS) em sistemas de armazenamento de energia?

BESS em Escala de Rede para Estabilidade e Adiamento de Investimentos em Infraestrutura

Sistemas de Armazenamento de Energia por Baterias (BESS) implantados em escala de rede prestam serviços críticos de estabilidade, ao mesmo tempo que adiam economicamente grandes investimentos em infraestrutura. Ao absorver energia excedente durante períodos de baixa demanda e liberá-la durante os picos, esses sistemas equilibram as flutuações de carga que sobrecarregam as redes de transmissão.

Gestão de Congestionamento e Redução de Picos

Quando as linhas de transmissão ficam sobrecarregadas durante esses períodos de pico de consumo, ocorre congestionamento na rede elétrica, o que aumenta o risco de apagões e obriga as empresas de energia a desligar algumas fontes renováveis. Os Sistemas de Armazenamento de Energia por Baterias resolvem esse problema capturando energia excedente quando a demanda é baixa e liberando-a quando a rede apresenta congestionamento. Isso ajuda a suavizar os picos agudos de demanda em cerca de 15 a 30 por cento, conforme dados da NERC do ano passado. A capacidade de nivelar o consumo de energia reduz significativamente a necessidade de recorrer a usinas de pico — cuja operação é cara — gerando economias de aproximadamente setecentos e quarenta mil dólares por ano em cada subestação, além de evitar o desperdício de toda essa energia limpa. Além disso, as baterias respondem quase instantaneamente às variações de frequência da rede, ao contrário das usinas térmicas tradicionais, cuja adaptação da potência de saída leva muito tempo.

Adiamento de Atualizações nas Linhas de Transmissão e nas Subestações

As antigas redes elétricas estão realmente enfrentando dificuldades para acompanhar o crescente número de veículos elétricos e painéis solares sendo instalados em toda parte. Vamos analisar alguns números por um instante: os métodos tradicionais de modernização das linhas de transmissão custam entre um e dois milhões de dólares por milha, e obter as licenças necessárias e efetivamente construí-las leva de cinco a sete longos anos. É aí que o armazenamento por baterias entra em cena. Quando posicionados estrategicamente, esses grandes sistemas de baterias conseguem adiar essas caras modernizações ao aliviar congestionamentos em áreas específicas da rede. De acordo com uma pesquisa realizada no ano passado, a instalação de uma bateria de 50 megawatts com capacidade de 200 megawatt-hora pode postergar a necessidade de obras na subestação em quatro a oito anos inteiros, além de também auxiliar em outras funções da rede. O que torna essa abordagem tão atraente é que ela funciona tão bem quanto a construção de nova infraestrutura, mas custa cerca de 40 a 60 por cento menos. Além disso, essas configurações modulares de baterias podem estar operacionais em até 18 meses, o que é extremamente rápido comparado aos métodos tradicionais.

Essa abordagem prolonga a vida útil dos ativos ao mesmo tempo que libera capital para iniciativas de resiliência da rede elétrica, estabelecendo os BESS como um pilar fundamental no planejamento adaptativo de infraestrutura.

Integração de BESS com Geração Renovável

Mitigação do Despacho Curtailment de Energia Solar e Eólica

O problema do desperdício de energia renovável ainda é bastante significativo atualmente. Fazendas eólicas e solares em todo o mundo estão desperdiçando cerca de 8,3% do que poderiam gerar anualmente, segundo o relatório da Agência Internacional de Energia do ano passado. Os Sistemas de Armazenamento de Energia com Baterias ajudam a resolver esse problema ao capturar essa energia excedente sempre que a produção for superior à capacidade da rede elétrica de absorvê-la. Tome-se, por exemplo, as fazendas solares: elas frequentemente produzem muito mais eletricidade ao meio-dia do que o necessário, de modo que armazenar esse excedente do meio-dia para uso posterior, à noite, quando a demanda aumenta, é uma solução lógica. Da mesma forma, as fazendas eólicas às vezes geram grande volume de energia, mas não há consumidores suficientes dispostos a utilizá-la naquele momento. Ao preservar essa energia até que a demanda aumente, estamos, essencialmente, reduzindo o desperdício de energia limpa e tornando as fontes renováveis financeiramente viáveis para os operadores.

Habilitando Energia Renovável Programável por meio do Controle de SOC

Gerenciar o estado de carga (SOC) transforma essas fontes de energia imprevisíveis em algo confiável para os operadores da rede elétrica. Ao monitorarem os níveis de SOC em tempo real, eles conseguem acessar a energia armazenada exatamente nos momentos certos. Por exemplo, manter as baterias carregadas em torno de 80% durante a noite ajuda a atender aos picos matinais na demanda de eletricidade. Essa abordagem suaviza todas as flutuações na geração renovável, fazendo com que a energia solar e eólica passem a se comportar mais como usinas elétricas tradicionais. De acordo com testes realizados pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável no ano passado, sistemas de armazenamento por baterias controlados por algoritmos de SOC aumentaram em cerca de 37% a quantidade de energia renovável efetivamente utilizada na rede elétrica.

Sistemas de Armazenamento de Energia atrás do Medidor (BESS) para Economia Comercial e Industrial

Redução das Taxas de Demanda em Mercados com Tarifas por Faixa Horária (TOU)

Empresas de diversos setores comerciais e industriais são fortemente impactadas por essas taxas de demanda extremamente elevadas ao operarem em mercados de eletricidade com tarifação por horário de uso (Time-of-Use, TOU). O mecanismo dessas taxas é bastante simples, mas oneroso: elas são calculadas com base no pior intervalo de 15 minutos de consumo de energia elétrica a cada mês, podendo representar mais de um terço das despesas totais com energia. É nesse contexto que entram em cena os sistemas de armazenamento de energia por baterias instalados após o medidor (behind-the-meter). Esses sistemas funcionam basicamente como amortecedores da demanda elétrica. Em vez de retirar energia diretamente da rede elétrica durante os períodos de pico, eles liberam a eletricidade armazenada, ajudando a suavizar esses picos súbitos de consumo e evitando que as empresas incorram nas penalidades adicionais decorrentes dessas tarifas. Resultados práticos falam por si. Fábricas e centros tecnológicos observaram reduções nas taxas de demanda entre 20% e 40% após a instalação dessas soluções de armazenamento. A maioria das empresas constata que o investimento se paga em apenas alguns anos, às vezes até em menos de cinco.

Otimizando os Custos Energéticos com o Deslocamento Preditivo de Carga

Os sistemas BESS tornam-se poderosos economizadores de dinheiro quando combinados com algoritmos preditivos que antecipam os custos energéticos e os padrões de consumo. Esses sistemas inteligentes analisam dados históricos, consultam previsões meteorológicas e monitoram as flutuações do mercado para decidir quando carregar as baterias nas horas fora de ponta, quando a energia é mais barata, e descarregá-las quando os preços disparam. O objetivo principal é aproveitar as diferenças de preço entre os horários do dia, além de obter economias adicionais decorrentes das tarifas diferenciadas por horário de uso. Muitas empresas ampliam ainda mais seus lucros ao integrar seus sistemas de armazenamento de baterias a programas de resposta à demanda: recebem incentivos financeiros sempre que reduzem o consumo de energia durante períodos de maior estresse na rede elétrica. Tome como exemplo as instalações de processamento de alimentos: ao implementarem todas essas estratégias em conjunto, normalmente conseguem reduzir suas contas anuais de energia em cerca de 18 a 25%, sem interromper as operações normais ou os cronogramas de produção.

Sistemas de Armazenamento de Energia por Bateria em Usinas Virtuais e Serviços Auxiliares

As usinas virtuais de energia, ou VPPs (do inglês 'Virtual Power Plants'), reúnem sistemas de armazenamento de energia em baterias provenientes de diferentes locais, como empresas, fábricas e grandes instalações de concessionárias, para criar uma unidade funcional semelhante a uma usina elétrica convencional, embora distribuída por diversos locais. Essas configurações virtuais podem, de fato, participar de serviços especializados no mercado de eletricidade, como a estabilização da rede elétrica diante de mudanças repentinas na demanda de energia. Quando a rede sofre essas pequenas variações de frequência, as baterias combinadas reagem quase instantaneamente — às vezes até mais rapidamente do que usinas tradicionais — para manter o funcionamento estável do sistema. O que torna essa abordagem interessante é justamente a forma como integra todas essas unidades de armazenamento separadas, permitindo que operem de maneira mais eficiente como um todo. Em vez de construir novas linhas de transmissão e subestações — o que custa milhões —, as empresas podem economizar simplesmente conectando baterias já existentes. Além disso, os proprietários recebem pagamentos adicionais quando a energia armazenada contribui para equilibrar a rede nos horários de pico ou é utilizada em situações de emergência. No final das contas, o que observamos aqui é uma forma de transformar inúmeros pequenos sistemas de armazenamento espalhados geograficamente em um grande recurso útil para toda a rede elétrica, tornando nosso fornecimento de energia mais robusto frente a falhas e, ao mesmo tempo, gerando uma nova fonte de renda para os proprietários dessas baterias.

Perguntas Frequentes

O que é um BESS em escala de rede?

Um Sistema de Armazenamento de Energia por Baterias em Escala de Rede (BESS) é um sistema de armazenamento de energia em larga escala utilizado para fornecer serviços críticos de estabilidade à rede. Ele armazena energia excedente durante períodos de baixa demanda e a libera durante os picos de demanda, ajudando a equilibrar as flutuações de carga e a adiar investimentos caros em infraestrutura.

Como os BESS ajudam na gestão de congestionamento?

Os BESS ajudam a gerenciar o congestionamento da rede armazenando energia extra quando a demanda é baixa e liberando-a durante os períodos de pico de carga. Isso reduz o risco de blecautes, estabiliza a rede e diminui a dependência de usinas de pico, cuja operação é custosa.

Os BESS realmente conseguem adiar atualizações de infraestrutura?

Sim, BESS estrategicamente posicionados podem adiar atualizações caras de transmissão e subestações ao aliviar o congestionamento localizado na rede, economizando assim custos e tempo associados às atualizações tradicionais de infraestrutura.

Como os BESS se integram com as energias renováveis?

Os sistemas BESS podem armazenar energia excedente gerada por fontes renováveis, como solar e eólica, durante os períodos de produção máxima. Essa energia armazenada pode então ser utilizada em períodos de alta demanda, reduzindo o desperdício de energia renovável e aumentando a viabilidade financeira para os operadores.

Quais são os benefícios dos sistemas BESS atrás do medidor para empresas?

Os sistemas BESS atrás do medidor ajudam as empresas a reduzir as tarifas de demanda nos mercados com tarifação por horário (Time-of-Use), armazenando e liberando energia para suavizar picos no consumo de eletricidade. Esses sistemas podem reduzir significativamente as despesas com energia, muitas vezes se pagando em apenas alguns anos.

Qual é o papel dos sistemas BESS nas usinas virtuais?

Os sistemas BESS são fundamentais nas usinas virtuais, pois agregam recursos de armazenamento provenientes de diversos locais para oferecer serviços à rede elétrica. Eles contribuem para a estabilização da rede, reduzem a necessidade de nova infraestrutura e criam fluxos adicionais de receita para os proprietários de baterias.