Como Esferas Gigantes de Concreto no Fundo do Mar podem Armazenar Energia Renovável
Uma esfera de teste de 3 metros sendo lançada no fundo do Lago de Constança, na Europa. Fraunhofer IEE
Para evitar o uso de grandes áreas de terra para a construção de instalações de armazenamento de energia renovável, o Instituto Fraunhofer vem desenvolvendo uma ideia ousada, porém viável: usar esferas ocas de concreto submersas nas profundezas do oceano para armazenar energia.
Projeto StEnSea: Armazenando Energia no Mar
Desde 2011, o projeto StEnSea (Energia Armazenada no Mar) explora como a pressão do mar profundo pode aproveitar a energia para armazenamento de curto a médio prazo. O conceito envolve afundar enormes esferas ocas de concreto no fundo do mar, centenas de metros abaixo da superfície.
Quando vazia, cada esfera funciona como uma bateria totalmente carregada. A abertura de uma válvula permite que a água do mar entre, girando uma turbina conectada a um gerador que alimenta a rede elétrica. Para recarregar o sistema, a eletricidade da rede elétrica aciona uma bomba que empurra a água de volta para fora, trabalhando contra a pressão externa da água.
Espera-se que cada uma dessas esferas de concreto StEnSea dure de 50 a 60 anos antes de precisar ser substituída. Fraunhofer IEE
Cada esfera mede cerca de 9 metros (30 pés) de diâmetro, pesa 400 toneladas e ancora em profundidades entre 600 e 800 metros (1.970–2.625 pés), onde as condições otimizam sua operação.
Próximos Passos: Protótipo em Escala Real na Califórnia
O Fraunhofer já testou uma versão menor no Lago Constança, perto do Rio Reno, na Europa. Agora, o instituto planeja implantar um protótipo em tamanho real, impresso em 3D, na costa de Long Beach, Califórnia, até o final de 2026. O sistema produzirá 0,5 megawatts de energia e armazenará 0,4 megawatts-hora de energia, abastecendo uma residência média nos EUA por cerca de duas semanas.
Ilustração de um conjunto StEnSea para armazenamento de energia offshore da rede. Fraunhofer IEE
Os pesquisadores pretendem determinar se é possível ampliar a tecnologia para suportar esferas ainda maiores, com diâmetros de até 30 metros (cerca de 100 pés). Os pesquisadores da Fraunhofer estimam que StEnSea tem um enorme potencial global de armazenamento de energia de 817.000 gigawatts-hora — o suficiente para abastecer cada uma das aproximadamente 75 milhões de residências na Alemanha, França e Reino Unido combinadas por um ano.
Custos Estimados e Viabilidade Econômica
Os custos estimados de armazenamento giram em torno de US$ 0,051 (ou € 0,046) por quilowatt-hora, com custos de investimento de US$ 177 (€ 158) por quilowatt-hora de capacidade. Esses valores são baseados em um parque de armazenamento de seis esferas com uma potência total de 30 megawatts e 120 megawatts-hora de capacidade.
Uma instalação de esferas StEnSea em águas profundas juntamente com turbinas eólicas flutuantes. Sperra
Segundo o instituto, esse tipo de armazenamento de energia é especialmente adequado para serviços de estabilização da rede, como regulação de frequência e reservas operacionais. Operadores de rede e empresas de comercialização de energia também o utilizam para arbitragem de energia — compram eletricidade a preços baixos e a vendem quando os preços sobem.
O StEnSea poderia competir com o armazenamento hidrelétrico bombeado, oferecendo uma vantagem fundamental: não ocupa espaço terrestre. O sistema hidrelétrico bombeado depende de dois reservatórios em diferentes altitudes para funcionar, enquanto os engenheiros podem implantar o StEnSea em muitos locais do mundo, oferecendo imensa escalabilidade e flexibilidade.
Uma renderização mostrando esferas StEnSea sendo montadas e enviadas para o mar a partir de uma doca. Sperra
O Departamento de Energia dos EUA investiu US$ 4 milhões no projeto e planeja monitorar de perto o piloto previsto para 2026 na costa da Califórnia.
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