Flywheel de velocidade fixa com mecanismo de corda pode eliminar conversor de potência

Pesquisadores da Universidade de Ciência de Tóquio desenvolveram um protótipo de armazenamento por volante que opera a velocidade constante, usando um mecanismo de corda para mover pesos para dentro e para fora do rotor. Essa abordagem altera o momento de inércia sem variar a rotação, o que poderia eliminar a necessidade de conversores eletrônicos de potência na conexão à rede, reduzindo custos. O conceito visa aplicações de curta duração, como regulação de frequência, oferecendo uma alternativa mecânica aos sistemas convencionais baseados em variação de velocidade.

Os testes mostraram que o protótipo entregou potência elétrica à rede sem interface de conversão de frequência, mas as perdas em regime permanente impediram um saldo líquido positivo. A 500 rpm, a capacidade teórica foi de 36,61 J, porém o sistema consumiu 84,1 J na carga e liberou apenas 16,4 J na descarga. As eficiências elétricas resultantes foram de 43,3% e 45,1%, respectivamente, demonstrando que, embora a entrega de potência seja viável, as perdas mecânicas ainda superam a energia armazenada no ciclo completo.

O autor correspondente, Ryoga Sugata, destacou que a eficiência mecânica de carga caiu de 51% para 49%, enquanto a de descarga subiu de 40% para 53% entre 400 e 500 rpm, devido a diferentes perfis de perda. O estudo, publicado no Journal of Energy Storage, aponta a necessidade de reduzir o atrito e melhorar o design. Futuras pesquisas incluirão a substituição do motor de indução por uma máquina síncrona e a integração a condensadores síncronos para suporte ativo e reativo.