Um sistema ‘inteligente’ que controla o armazenamento e a liberação de energia das turbinas eólicas reduzirá o risco de cortes de energia e apoiará o aumento do uso de energia eólica em todo o mundo, afirmam pesquisadores da Universidade de Birmingham.
A tecnologia usa a velocidade variável dos rotores nos sistemas de turbinas eólicas para regular mais de perto o fornecimento de energia à rede. Isso significa que, quando a demanda de eletricidade é alta, a energia cinética armazenada nas turbinas pode ser usada de forma inteligente para manter a rede estável. A Universidade de Birmingham solicitou uma patente para proteger o sistema.
Regular o fornecimento de eletricidade para acompanhar a demanda é um desafio contínuo. A interrupção súbita da geração de energia, como quando um gerador é danificado, pode causar uma ‘queda de frequência’, o que pode levar a cortes de energia. As grandes centrais elétricas do Reino Unido atualmente gerenciam essas quedas, consumindo mais eletricidade.
No entanto, à medida que mais turbinas eólicas são integradas ao sistema, fica mais difícil equilibrar a oferta e a demanda e manter o sistema estável, pois as quedas de frequência na rede elétrica nacional ocorrem mais rápida e severamente do que antes quando a geração eólica se tornou um elemento tão significativo de geração de eletricidade.
O pesquisador principal, Professor Xiao-Ping Zhang, diretor de Smart Grid do Instituto de Energia de Birmingham, comenta: “Até 2030, espera-se que o vento forneça metade da energia do Reino Unido, por exemplo, por isso é importante que possamos usá-lo, fornecendo um mecanismo vital de segurança para controlar quedas de frequência da rede elétrica nacional do Reino Unido. Nosso sistema de controle de frequência proposto para turbinas eólicas pode revolucionar o controle de frequência da rede elétrica britânica e, principalmente, usar nossa infraestrutura existente de turbinas eólicas e não precisará de dispositivos e investimentos adicionais”.
O corte de energia severo mais recente, em agosto de 2019, causou apagões nas Midlands, Sudeste, Sudoeste, Noroeste e Nordeste da Inglaterra e País de Gales. O incidente foi desencadeado por duas perdas de energia inesperadas quase simultâneas em Hornsea e Little Barford devido a raios.
Milhares de casas ficaram sem energia, enquanto as pessoas ficaram presas em trens e os semáforos pararam de funcionar. A energia foi restaurada cerca de 40 minutos depois, mas os problemas na rede ferroviária continuaram no fim de semana. Nessa situação, os serviços de resposta ao controle de frequência de turbinas eólicas, se disponíveis usando a abordagem proposta, teriam protegido o sistema nacional de rede do corte de energia.
“À medida que o Reino Unido aumentar sua dependência da energia eólica, será ainda mais importante encontrar maneiras eficazes de usar os sistemas de turbinas para fornecer este serviço e manter uma regulamentação eficaz da rede. Métodos atuais de uso de turbinas eólicas para regular a luta pela eletricidade para fornecer suporte consistente devido a velocidades variáveis do vento e outras condições do sistema”, acrescenta o professor Zhang.
O método proposto pela equipe de Birmingham aproveita o potencial das turbinas eólicas para operar em velocidades variáveis para fornecer a flexibilidade necessária para responder às flutuações na oferta e na demanda. Seus resultados são publicados no IEEE Open Access Journal of Power and Energy. A equipe já validou sua abordagem em um simulador de rede elétrica padrão da indústria e está buscando parceiros industriais para explorar oportunidades comerciais para a tecnologia.
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