Talvez você não saiba, mas já tem “baterias” gigantes em casa. Embora a transição ecológica nos leve a repensar as nossas utilizações, armazenar a nossa própria eletricidade e calor nunca foi tão estratégico ou tão acessível. Longe das grandes barragens hidroeléctricas, existem soluções simples e extremamente eficazes para armazenar energia em casa e libertá-la no momento certo. Mergulhe nos segredos de uma habitação 100% otimizada.
Menos mencionado, mas ainda assim totalmente associado à produção de energias renováveis, o armazenamento de energia é uma questão importante do século XXI e não ocorre apenas à escala de França ou do mundo. Numa escala individual, todos podem armazenar energia para consumir melhor e pagar menos.
Em França, a qualidade da produção e distribuição de electricidade tende a fazer-nos pensar que a abundância de energia é óbvia, uma sensação de abundância tornada possível com o petróleo e a energia nuclear. No entanto, a realidade é mais complexa do que isso. Obter uma produção de energia que satisfaça as nossas vastas necessidades é na realidade um feito permanente que os produtores de energia conseguem repetir dia após dia.
Num mundo em plena transformação, a descarbonização dos nossos usos exige uma maior consciência de quanto custa realmente a energia, nomeadamente para melhor optimizar o seu consumo. Nesta transformação, armazenar esta energia é um desafio colossal, mesmo em casa.
Por que querer armazenar energia?
Para reduzir a sua fatura energética, bem como a sua pegada ambiental, é necessário primeiro não desperdiçá-la, ou seja, encontrar todos os meios possíveis para evitar a sobreprodução.
Neste contexto, o armazenamento de energia apresenta duas vantagens essenciais. Permite não só evitar o desperdício de possíveis excedentes de energia, mas também reaproveitar essa energia quando a produção for menor.
Esta filosofia é particularmente importante quando se utilizam energias renováveis como a eólica ou a solar, que são chamadas de “não controláveis”. Se a energia solar nos permite logicamente obter o máximo de energia no início da tarde, a utilização de meios de armazenamento permite-nos armazenar o máximo possível desta energia para a redistribuir noutros momentos do dia, nomeadamente à noite.
Como armazenar energia elétrica em casa?
Em toda a França, o armazenamento de eletricidade é utilizado massivamente para ajudar a RTE a regular a rede elétrica, em particular graças às estações bombeadas de transferência de energia. Essas instalações operam como usinas hidrelétricas tradicionais, exceto pelo fato de também serem capazes de bombear água para o reservatório superior.
Quando há demasiada electricidade na rede, a RTE ordena à EDF que bombeie água, o que tem o efeito de consumir electricidade. Por outro lado, quando as necessidades eléctricas são superiores à produção, a instalação muda para o modo turbina e produz electricidade a partir da água armazenada.
Numa escala individual, o armazenamento de eletricidade também faz sentido, especialmente quando se tem uma instalação fotovoltaica. Um sistema de armazenamento bem dimensionado permite autoconsumir completamente a eletricidade produzida pelos seus painéis solares. Por outro lado, não se trata de construir duas bacias em altitudes diferentes para armazenar o excesso de eletricidade dos seus painéis solares.
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Hoje, a utilização de baterias constitui a única solução real para armazenar eletricidade em casa. As baterias de lítio têm sido limitadas há muito tempo pelo seu preço muito alto e curta vida útil. Mas os avanços tecnológicos tornaram-nos particularmente relevantes.
O mercado de baterias de armazenamento destinadas a particulares é muito denso. Encontramos quase todas as capacidades, todos os poderes e todos os orçamentos. Você pode facilmente optar por um Anker SOLIX C2000 Gen 2, que também pode ser usado em viagens, ou optar por baterias fixas maiores, como a Tesla Powerwall 3.
No futuro?
Apesar de uma clara melhoria neste aspecto, as baterias químicas (lítio) têm uma vida útil relativamente limitada por um preço ainda elevado. Por esta razão, outras tecnologias de armazenamento estão sendo consideradas para indivíduos. Este é o caso do armazenamento de ar comprimido.
O princípio é semelhante ao dos STEP: utilizar o excesso de eletricidade dos painéis solares para comprimir o ar. À noite, o funcionamento pode ser revertido e é possível obter energia elétrica deixando o ar escapar. Embora esta tecnologia ainda não esteja madura para uso doméstico, ela promete menor custo por kWh e maior confiabilidade graças à simplicidade de seu funcionamento.
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Como armazenar energia térmica?
Quando falamos em armazenamento de energia, quase automaticamente pensamos em armazenamento de eletricidade. No entanto, o armazenamento de energia térmica é igualmente importante.
Além disso, o reservatório de água quente nada mais é do que uma bateria de armazenamento de energia térmica. O tanque elétrico de água quente produz calor à noite, quando a eletricidade é mais barata, para liberá-lo a qualquer hora do dia.
Muitos proprietários de instalações fotovoltaicas não hesitam em configurar routers para aquecer automaticamente o seu aquecedor de água com a sua eletricidade solar adicional.
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Armazene energia solar térmica
Para melhor aproveitar a energia solar, é ainda possível utilizar coletores solares que pré-aquecem a água ou um líquido refrigerante para aquecer a água de um tanque. Os colectores solares térmicos, de facto, apresentam uma eficiência muito melhor do que as células fotovoltaicas, muitas vezes excedendo 70% em comparação com cerca de 20% para a energia fotovoltaica.
A água quente obtida também pode ser utilizada para aquecer a casa.
Armazenar energia térmica para aquecer a casa
Além de obter água quente sem carbono, a ideia de armazenar energia do sol também pode ser utilizada para aquecer a casa. No inverno, com bom tempo, o sol ajuda a aquecer a casa através das superfícies de vidro. Mas, como tudo relacionado à energia solar, esse benefício geralmente dura pouco… a menos que seja otimizado.
Para isso, existem vários métodos construtivos que consistem em aproveitar a inércia térmica de determinados materiais. Na verdade, quando são aquecidos, certos materiais demoram muito para evacuar a energia térmica que armazenaram. Esta característica técnica permite acumular o calor do sol para liberá-lo com atraso e por um longo período.
A técnica da parede Trombe baseia-se neste princípio. Consiste na construção de um muro de pedra, betão ou terra, diante do qual se posiciona uma grande superfície envidraçada a uma distância de 5 ou 10 cm, associada a um sistema de ventilação alta e baixa. Durante o dia, o sol aquece o ar entre o vidro e a parede, mas também a própria parede. O ar aquecido então circula pela ventilação natural da casa. Além disso, graças à mudança de fase, a parede continua a libertar à noite a energia térmica armazenada durante o dia.
Na década de 1980, um certo John Hait até imaginou um processo chamado Armazenamento anual passivo de calorque se baseia na ideia de armazenamento térmico sazonal possível graças à inércia da terra. Aqui o princípio é o mesmo das casas semienterradas que aproveitam a inércia natural do terreno.
Mas o monte de terra localizado contra a casa é otimizado para acumular calorias no verão para repor-las no inverno. Para isso, é colocada sobre o monte de terra uma espécie de guarda-chuva impermeável e isolado, que permite manter uma temperatura constante entre 15°C e 20°C. Existem poucos dados que demonstrem a real eficácia deste processo.
No entanto, uma casa francesa, construída de acordo com este princípio, apresenta resultados impressionantes. Em 5 anos, os seus ocupantes consumiram apenas 163 kWh de energia para uma temperatura interior média de 21,5°C. Para efeito de comparação, estima-se que uma casa tradicional consome em média 12.000 kWh… por ano!
Otimizar o uso de biomassa
Infelizmente, o uso deste tipo de técnica requer um ambiente específico com boa luz solar e, muitas vezes, terreno inclinado. Em aplicações mais convencionais, mas ainda relativamente incomuns, a inércia térmica também pode ser utilizada para otimizar o aquecimento da lenha, que é considerada uma energia renovável.
Lembre-se que se o aquecimento a lenha é considerado uma energia renovável é porque está integrado no curto circuito de carbono. Na verdade, o CO2 libertado na atmosfera no momento da combustão não provém de armazenamento a longo prazo como os combustíveis fósseis. Foi fixado pela planta, depois armazenado por várias décadas e contribui para o equilíbrio natural.
Quem tem recuperador de calor ou lareira pode atestar isso: controlar a temperatura de uma lareira às vezes é complexo. Quando incendeia, pode estar muito quente, mas a temperatura cai rapidamente quando as brasas se apagam.
É aqui que entra a técnica do fogão de massa, ou fogão de inércia. Proveniente de climas frios como a Finlândia, a Suíça ou a Áustria, baseia-se no mesmo princípio mencionado anteriormente, nomeadamente aquecer um material com elevada inércia, para que este redistribua o calor de forma suave e prolongada.
Neste tipo de instalação, os fogões são maciços e quase exclusivamente feitos de tijolos refratários. A sua arquitetura particular permite alcançar uma elevada eficiência e temperaturas muito elevadas, muitas vezes superiores a 1000°C. Com uma chama de uma ou duas horas, o recuperador acumula calor suficiente para poder redistribuí-lo continuamente durante 24 horas.
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Bem dimensionado, consegue manter a temperatura constante em casa com alto conforto térmico e baixo consumo. O único constrangimento: este tipo de fogão necessita de ser aceso diariamente com grande regularidade e demora vários dias a aquecer no início da estação fria.