Resultados da pesquisa desenvolvida no Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia Ambiental contribuem para a busca por soluções energéticas sustentáveis
Buscar alternativas sustentáveis e econômicas para gerar e armazenar energia tem ganhado atenção na atualidade. Na UNIFAL-MG, uma pesquisa de mestrado desenvolvida junto ao Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia Ambiental (PPGCEA) propõe a reutilização de células de baterias de notebook, conhecidas como células 18650 (células com 18 mm de diâmetro e 65 mm de comprimento axial), para armazenamento de energia elétrica em sistemas fotovoltaicos off-grid.
O estudo foi conduzido por Thiago de Almeida Baziotti, sob a orientação do professor Daniel Juliano Pamplona da Silva, docente do Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT), entre agosto de 2021 e agosto de 2023. A motivação para o estudo veio da interesse do próprio acadêmico em encontrar alternativas mais sustentáveis para geração de energia. “A reutilização dessas células não apenas reduz custos, mas também diminui o descarte de materiais prejudiciais ao meio ambiente, promovendo o uso de energia renovável”, afirma.
De acordo com o autor da pesquisa, a ideia foi reutilizar baterias de notebook para montar uma bateria que servisse de local de armazenamento para a energia elétrica gerada a partir de um sistema fotovoltaico off-grid. “O sistema off-grid é um meio de geração de energia elétrica a partir de captação de luz solar, configurando-se como um sistema fotovoltaico”, explica.
O termo off-grid significa ‘fora de rede’, o que o pesquisador esclarece ser caracterizado como um sistema autônomo no qual não há ligação entre elemento gerador e rede de distribuição elétrica. “A energia gerada por esse sistema é armazenada em uma bateria ou banco de baterias”, diz. Desprovido de conexão com a rede de distribuição elétrica, esse sistema poderia ser aplicado em locais onde não há acesso à rede de distribuição de energia, como regiões rurais, por exemplo.
A pesquisa foi desenvolvida em várias etapas iniciando-se com a coleta de baterias de notebook descartadas, as quais foram desmontadas e as células 18650 testadas para verificar sua capacidade de armazenamento. Na sequência, o pesquisador realizou testes de capacidade a fim de determinar a eficiência e a capacidade residual das baterias. “As células aprovadas foram agrupadas para formar um banco de baterias adequado para um sistema fotovoltaico off-grid”, conta.
Em seguida, o banco de baterias foi modelado para ser integrado a um sistema fotovoltaico off-grid residencial, que inclui painéis solares e um controlador de carga. Após essa etapa, foram realizadas análises de custo-benefício para avaliar a viabilidade econômica do sistema proposto.
“Os critérios criados para seleção das baterias e o modelo teórico foram os resultados mais proeminentes e expressivos, pois possibilitaram realizar uma triagem precisa e seleção de unidades que poderiam ser reutilizadas, além de atender ao modelo de residência proposto”, compartilha o pesquisador.
Cerca de 51% das células analisadas foram consideradas adequadas para reutilização, permitindo a montagem de uma bateria eficiente e econômica. Além disso, foi criado um modelo teórico de dimensionamento das baterias. “Esse modelo possibilitou calcular o tamanho e o esquema de montagem da bateria, de maneira a atender à demanda proposta no trabalho”, afirma Thiago Baziotti.
O estudo também revelou que a bateria montada poderia sustentar uma residência teórica por até cinco dias sem luz solar e apresentaria um retorno de investimento de oito anos, comparado aos 27 anos de baterias novas. “O sistema off-grid com a bateria composta por células reutilizadas é economicamente viável quando comparado a uma bateria de células novas”, enfatiza.
Na avaliação do pesquisador, os resultados contribuem justamente por sua precisão em apontar valores arbitrários para aceitação ou descarte das células, permitindo, por exemplo, que seja feita a triagem sem que haja riscos de unidades potencialmente reutilizáveis serem erroneamente descartadas. “Com uma seleção mais eficiente, o número de células 18650 reutilizadas é maior, consequentemente diminuindo o descarte destes objetos na natureza”, detalha.
Outro fator citado pelo autor do estudo diz respeito ao acesso a materiais instrutivos na internet sobre o uso de células 18650, encontrados em sites de compras e plataformas de vídeo como eBay, YouTube e Facebook. “Embora abundantes, esses recursos são predominantemente práticos e carecem de uma base teórica registrada.”
Aplicações Práticas
Para demonstrar a viabilidade prática do projeto, foi construído um protótipo funcional que utiliza as células reutilizadas para alimentar um veículo elétrico de três rodas. “Esse protótipo serve como uma demonstração prática da viabilidade do reaproveitamento de baterias de notebook em aplicações reais”, acrescenta o pesquisador.
Segundo Thiago Baziotti, os diferenciais do protótipo incluem a reutilização de materiais, custo reduzido, promoção da sustentabilidade e inovação tecnológica. “Utilizamos células de baterias que seriam descartadas, reduzindo o desperdício e o impacto ambiental, além de diminuir os custos em comparação com a compra de novas baterias”, explica.
A pesquisa de Thiago Biazotti apresenta potencial para a busca por soluções energéticas sustentáveis. “Espero que esses resultados incentivem mais estudos e iniciativas voltadas para a sustentabilidade e a inovação tecnológica no campo das energias renováveis”, finaliza o acadêmico.
O estudo foi realizado com o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes). Para conhecer detalhes do trabalho, acesse a dissertação intitulada “Reaproveitamento de células 18650 oriundas de baterias de notebook para aplicação em sistema fotovoltaico off-grid residencial: teste, estudo de caso e viabilidade econômica”, disponível na Biblioteca Digital de Teses e Dissertações, neste link.
