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Institutos LactecMestrado ProfissionalTrabalho da disciplina Sistemas de Armazenamento de Energia
Franklin L. Klock
Curitiba / 2015
ARMAZENADORES MAGNÉTICOS SUPERCONDUTORES DE ENERGIASUPERCONDUCTING MAGNETIC ENERGY STORAGE - SMES
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1 SUPERCONDUTIVIDADEFenômeno observado pela primeira vez em 1911 por Heike Kammerlingh, ao estudar a variação da resistência elétrica de uma amostra de Hg.
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Fig. 1 - Curva de resistividade elétrica do Mercúrio.
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2 TIPOS DE SUPERCONDUTORES
Da perspectiva da temperatura, há dois tipos de supercondutores: os LTS – Low Temperature Superconduct e os HTS – High Temperature Superconduct.
2Fig. 2 - Curva de resistividade de um supercondutor LTS à esquerda e um HTS à direita.
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3 SUPERCONDUTORES
Apresente os principais aspectos metodológicos da pesquisa e a estrutura do trabalho
1 Introdução2 ....3 ...4 ...5 Conclusão
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4 O QUE É O SMES?O SMES consiste em um sistema de armazenamento no qual a energia é acumulada no campo magnético gerado pela circulação de corrente contínua através de uma espira supercondutora.
Fig. 3 – Design de uma espira supercondutora de 100 kWh.
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5 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
É baseado na capacidade que os supercondutores têm em conduzir grandes quantidades de correntes DC, dando origens a campos magnéticos consideráveis, desta forma armazenando energia.
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Fig. 3 – Equação de armazenamentoe tipos de espiras, solenoide e toroide.
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6 TOPOLOGIA DO SMES
6Fig. 4 – Esquema básico de um sistema SMES.
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7 Aplicações do SMES
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Tab. 1 – Aplicações, Cap. de Armazenamento e período de Descarga.
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X Vantagens do SMES
- Tempo durante carga e descarga é muito curto; - Alta potência disponível quase instantaneamente;- Dissipação ôhmica é desprezível considerando outros métodos de armazenamento; - Grande vida útil;- Alta confiabilidade; - Reduzido impacto ambiental e altamente eficiente (rendimento de 90% no mínimo).
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7 Relação Custo X Benefício
O custo de um sistema SMES pode ser separado em dois independentes componentes, um deles é o custo do armazenamento de energia e o outro é da capacidade de potência. - Custo de armazenamento: (US$ 85 - US$ 125)/MJ
- Custo do sistema de conversão: (US$ 150 - US$ 250)/kW
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8 Viabilidade Econômica
Fig. 5 – Custo de armazenamentoem mil dólares.
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X Exemplo de projetos de SMES
Tab. 2 – Projetos de SMES na Europa iniciados em 2001.
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Obrigado!
Dúvidas, críticas e sugestões.