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01.07.2024

O que é uma calmaria nublada? E como podemos combatê-la?

Aerogeradores ao pôr do sol

Calmaria nublada: sem sol, sem vento

Não existe uma definição verdadeiramente exaustiva e normalizada de uma calmaria nublada. No entanto, se nos cingirmos ao termo, este refere-se a períodos de tempo mais longos em que nem o sol brilha nem o vento sopra. Assim, temos a escuridão em combinação com uma calmaria.

Em termos de fonte de alimentação com instalações de energia renovável, isso significa que nem os painéis solares nem os aerogeradores alcançam a sua potência. Em termos de causalidade adicional, a calmaria nublada levaria, portanto, a uma queda notável na alimentação de corrente. Este facto coloca alguns desafios a uma sociedade que visa cobrir a sua necessidade de energia de forma sustentável a partir de fontes renováveis.

Calmaria nublada no inverno

Com que frequência e quanto tempo duram as calmarias nubladas?

Particularmente durante o inverno aumenta a possibilidade de ocorrer uma grande lacuna entre a oferta e a procura de eletricidade. A necessidade de energia nos meses frios e escuros é alta simplesmente devido ao aumento da necessidade de aquecimento e iluminação. Ao mesmo tempo, os dias também são mais curtos. Como resultado, diminui o tempo em que a luz está disponível. Se juntarmos a isto as fases de vento fraco, o Serviço Federal do Ambiente (Umweltbundesamt) fala de uma "calmaria escura fria".

De acordo com informações da autoridade ambiental, estas "calmarias escuras frias" ocorrem, curiosamente, num período de tempo claramente definido. Na sua frequência mais elevada, isto abrange apenas um período de duas semanas, de 23 de janeiro a 6 de fevereiro. Este foi o resultado de medições realizadas entre 2006 e 2016 – como evidenciado pelo uso de centrais elétricas convencionais para cobrir o aumento da procura de energia. De acordo com a emissora Deutschlandfunk, o Science Media Centre, com sede em Colónia, relata três calmarias prolongadas de corrente durante os meses de inverno de 2015 a 2020.

Acumuladores de energia para calmarias nubladas

Por que é que os acumuladores são tão importante para combater efetivamente as calmarias nublada?

As baterias estão entre as formas mais conhecidas de acumuladores de energia. No entanto, existem outras formas de preservar a energia elétrica. Todas as formas de armazenamento baseiam-se no princípio da conversão de uma forma de energia de modo a torná-la "armazenável" para que possa ser usada em diferentes momentos. Neste caso, ocorre uma conversão de, p. ex., eletricidade volátil em energia química.

Exemplos bem conhecidos são as diferentes formas de baterias e o vasto campo de Power-to-X com a eletrólise eletroquímica da água em hidrogénio e oxigénio. Os acumuladores de energia também podem usar a energia potencial e cinética como princípio de funcionamento – p. ex., em forma de instalações de armazenamento por bombagem, reservatórios de ar comprimido ou reservatórios de massa oscilante. As unidades térmicas, como os acumuladores de gelo, também estão a tornar-se cada vez mais importantes como parte de uma transição de calor com base em eletricidade.

Aerogeradores, acumuladores de energia e depósito de gás ao pôr do sol

O que é que as baterias podem fazer para combater uma calmaria nublada?

Quando os parques eólicos são combinados com um acumulador de bateria industrial, as instalações recebem um reforço funcional para combater uma calmaria escura. Neste caso, o acumulador absorve a energia produzida que, por assim dizer, sobra quando o vento sopra e é produzida mais eletricidade do que necessária.

Se, por outro lado, houver uma calmaria, a corrente pode ser alimentada a partir do acumulador. As baterias funcionam, portanto, como um buffer e são valiosas para a estabilidade da rede – mesmo sem uma calmaria nublada. Essa estrutura é particularmente interessante para os parques eólicos mais antigos que não são elegíveis para subsídios estatais. O mesmo princípio de funcionamento também se aplica à combinação com instalações fotovoltaicas. Se o rendimento da luz solar exceder a procura, este é armazenado. Se o céu ficar coberto com espessas camadas de nuvens, o acumulador alimenta a rede de forma específica.

O que é que a calmaria nublada tem em comum com a gestão de carga?

As opções técnicas para limitar os efeitos de uma calmaria nublada na segurança de fornecimento são semelhantes às que estão a ser focadas de momento na gestão de edifícios e na automação industrial sob o título de gestão de carga, gestão de picos de carga ou nivelamento dos picos de carga.

Os picos de carga são caros e sobrecarregam a rede de alimentação. Os acumuladores de energia permitem suavizar os picos de consumo – por outras palavras, eliminar as oscilações de procura de energia. É daí que vem o termo "nivelamento dos picos de carga". Os acumuladores são, portanto, uma boa opção para criar harmonia na rede. Tudo isto se torna ainda mais eficaz quando a produção e o consumo de corrente são harmonizados através do acoplamento sectorial.

Esquema do acoplamento sectorial

Qual é o contributo do acoplamento sectorial numa All Electric Society durante uma calmaria nublada?

Uma rede de energia eficaz pode ser criada com o acoplamento de setores – p. ex., através de uma ligação em termos de energia e tecnologia de dados de edifícios, instalações de produção, acumuladores e instalações fotovoltaicas entre si. Desta forma, é possível transferir fluxos de energia numa microrrede inteligente.

A estreita ligação entre consumidores e produtores de energia garante a compensação. Tudo isso pode ser comparado a um sistema de autonivelamento. Além disto, o acoplamento sectorial abre a possibilidade de controlar sistemas completos com as suas muitas ligações transversais e dependências. O acoplamento sectorial é a chave para pavimentar o caminho para uma All Electric Society – e também um meio eficaz de combater uma calmaria escura.

Conclusão

As calmarias nubladas são de origem natural e, por isso, não podem ser evitadas. Os estudos mostram que fases mais longas sem sol e vento ocorrem apenas raramente ao longo de um ano. No entanto, com sectores acoplados de forma inteligente, formas digitais de obter informações e, acima de tudo, o uso de acumuladores de energia, os efeitos de calmarias nubladas podem ser geridas de forma eficaz e com a tecnologia padrão que já está disponível atualmente.

Autor: Thorsten Sienk

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