Database de projetos de armazenamento de energia (ARPA, OE, SANDIA) - Flywheels

A pesquisa a seguir foi realizada utilizando a base de dados de algumas agências do governo americano para buscar projetos de armazenamento de energia: ARPA- Advanced Research Projects Agency (Agência de Projetos Avançados em Energia), Relatório do SANDIA e a proposta Smart Grid do OE - Department of Energy's Office of Electricity (Departamento de Eletricidade).

Hazle Spindle, LLC

Beacon Power 20 MW Flywheel Frequency Regulation Plant

Localizado no Parque Industrial de Humboldt em Hazle Township, Pennsylvania, a planta que está em funcionamento desde 2013 tem o objetivo de oferecer Serviços de Regulação de Frequência para a rede. Esta instalação utiliza a tecnologia dos flywheels para reciclar energia da rede em resposta à mudanças na demanda e na frequência. Quando a energia gerada excede a carga, os flywheels armazenam este excesso. Quando a demanda aumenta, os flywheels retornam esta energia para a rede. O sistema pode responder quase que instantaneamente (100 vezes mais rápido que os sistemas tradicionais) além de não queimar combustível e ter 0 % emissão de carbono. 

- 200 flywheels gen4 conectados em paralelo para prover 20 MW;

- A planta pode operar com 100% de DOD (Depth of Discharge) sem degradação de energia com o tempo;

- O sistema pode oferecer energia durante 20 anos ou mais;

- Custo $52,415,000.

Amber Kinetics Inc.

Low Cost Flywheel Energy Storage Demonstration

A Amber Kinetics desenvolveu um protótipo em 2015 de um sistema flywheel 25kW para conduzir testes na California em escala comercial. O objetivo é entregar um protótipo com um bom custo benefício e que pode ser conectado à rede, além de ser eletricamente carregado e descarregado. O objetivo da empresa é melhorar os tradicionais flywheels com avanços de engenharia em 3 áreas, resultando em melhor eficiência e custos reduzidos: rolamentos (bearings), rotor de baixo custo e alta eficiência do motor gerador.

- Custo $7,457,591.

Os testes foram bem sucedidos de acordo com o relatório. Demonstrações no campo confirmaram que o flywheel alcançou as especificações e custos desejados, projetando um sistema prático e de baixo custo. Os pesquisadores também desenvolveram um plano comercial para levar o produto ao mercado e atualmente é possível encontrar um modelo no site da fabricante similar ao que foi projetado nos testes.

EMALS (Eletromagnetic Aircraft Launch System)

Uma das aplicações militares utilizando sistemas de flywheels para lançamento de aeronaves é o EMALS. Este sistema tem o objetivo de substituir o sistema de catapultas a vapor, que são grandes, pesadas e ineficientes. O projeto começou a realizar testes em 2010 e consegue lançar aeronaves com bem menos energia, utilizando alternadores com bastante inércia. O sistema é projetado para recarregar completamente em 45s entre os lançamentos, armazenando 33.6 kWh com uma taxa de rotação de 160Hz. Durante o lançamento, a energia armazenada nos rotores é liberada num pulso que dura aproximadamente 2s. 

The Boeing Company

Low Cost, High Energy Density Flywheel Storage

Em 2010 na cidade de Chicago, IL, a empresa Boeing desenvolveu testes com um novo material resultante de uma combinação de tecnologias avançadas de fibras sintéticas com rolamentos supercondutores para ser utilizado no rotor de um sistema de flywheel a baixo custo. O objetivo do projeto é desenvolver um sistema de flywheel que pode fabricado por companhias elétricas e produzir energia por um custo de $100 a cada Kwh. O protótipo é pequeno o suficiente (5kW) para rapidamente ser escalonável e favorável para fabricação com baixo custo

-ARPA Award $2,228,786

Custo de um sistema de armazenamento de energia que utiliza flywheels - 20MW

A tabela a seguir foi retirada do Apêndice B.4.10 do Sandia Report e demonstra o custo do sistema de armazenamento de um flywheel de 20MW que tem como objetivo fazer a regulagem de frequência nos serviços da rede.