Dispositivos industriales de almacenamiento de energía
En los viejos tiempos, la energía eléctrica obtenida en las centrales hidroeléctricas se entregaba inmediatamente a los consumidores: las lámparas se encendían, los motores funcionaban. Hoy, sin embargo, a medida que las capacidades de generación de energía se han expandido enormemente, la cuestión de las formas eficientes de almacenar la energía generada se ha planteado seriamente de muchas maneras, que incluyen varias fuentes renovables.
Como saben, durante el día la humanidad gasta mucha más energía que durante la noche. Las horas de pico de carga en las ciudades se dividen en horarios matutinos y vespertinos estrictamente definidos, mientras que las plantas generadoras (especialmente solar, eólica, etc.) generan una determinada potencia media que varía significativamente en los diferentes momentos del día y en función de las condiciones meteorológicas.
En tales circunstancias, no es una mala idea que las centrales eléctricas tengan algún tipo de almacenamiento de electricidad de respaldo que pueda proporcionar la energía requerida en cualquier momento del día. Echemos un vistazo a algunas de las mejores tecnologías para resolver este problema.
Almacenamiento de energía hidráulica
El método más antiguo que no ha perdido su relevancia hasta el día de hoy. Dos grandes tanques de agua están ubicados uno encima del otro. El agua en el tanque superior, como cualquier objeto elevado a una altura, tiene una energía potencial más alta que el agua en el tanque inferior.
Cuando el consumo de energía de la planta de energía es bajo, en ese momento las bombas bombean agua al depósito superior. Durante las horas pico, cuando la planta se ve obligada a suministrar alta potencia a la red, el agua del tanque superior se desvía a través de la turbina del hidrogenerador, generando así mayor potencia.
En Alemania se están desarrollando proyectos de este tipo de hidroacumuladores para su posterior montaje en los emplazamientos de antiguas minas de carbón, así como en el fondo del océano en depósitos esféricos especialmente creados para este fin.
Almacenamiento de energía en forma de aire comprimido.
Al igual que un resorte comprimido, el aire comprimido inyectado en un cilindro puede almacenar energía en forma potencial. La tecnología fue tramada por ingenieros durante mucho tiempo, pero no se implementó debido a su alto costo. Pero ya se pueden lograr niveles muy altos de concentración de energía durante la compresión adiabática de gas con compresores especiales.
La idea es esta: durante el funcionamiento normal, una bomba bombea aire al tanque, y durante las cargas máximas, el aire comprimido se libera del tanque bajo presión y hace girar la turbina del generador. Hay varios sistemas similares en el mundo, uno de los mayores desarrolladores es la empresa canadiense Hydrostar.
Sal fundida como acumulador térmico
Paneles solares No es la única herramienta para convertir la energía radiante del sol.La radiación infrarroja solar, cuando se concentra adecuadamente, puede calentar y derretir sal e incluso metal.
Así funcionan las torres solares, donde muchos reflectores dirigen la energía del sol hacia un depósito de sal montado en lo alto de una torre erigida en el centro de la estación. La sal fundida luego libera calor al agua, que se convierte en vapor que hace girar la turbina del generador.
Así, antes de convertirse en electricidad, el calor se almacena primero en un acumulador térmico a base de sales fundidas, tecnología que se ha implantado, por ejemplo, en los Emiratos Árabes Unidos. Georgia Tech ha desarrollado un dispositivo aún más eficiente para el almacenamiento térmico de metal fundido.
Baterías químicas
Baterías de litio para plantas de energía eólica — esta es la misma tecnología que las baterías para teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, solo que habrá miles de tales "baterías" en el almacenamiento de la planta de energía. La tecnología no es nueva, se usa en los Estados Unidos hoy en día. Un ejemplo reciente de una planta de 4 MWh de este tipo es la construida recientemente por Tesla en Australia. La estación es capaz de entregar una potencia máxima de 100 MW a la carga.
Fugas de acumuladores químicos
Si en las baterías convencionales los electrodos no se mueven, en las baterías de flujo los líquidos cargados actúan como electrodos. Dos líquidos se mueven a través de una celda de combustible de membrana en la que tiene lugar la interacción iónica de los electrodos líquidos y se generan cargas eléctricas de diferentes signos en la celda sin mezclar los líquidos. Los electrodos estacionarios están montados en la celda para suministrar la energía eléctrica así cargada a la carga.
Así, como parte del proyecto brine4power en Alemania, se planea instalar tanques con electrolitos (solución de vanadio, agua salada, cloro o zinc) bajo tierra, y se instalará una batería de flujo de 700 MWh en cuevas locales. El objetivo principal del proyecto es equilibrar la distribución de energía renovable a lo largo del día para evitar cortes de energía causados por la falta de viento o el tiempo nublado.
Almacenamiento dinámico de súper volante
El principio se basa en convertir primero la electricidad: en forma de energía cinética de la rotación del súper volantey, si es necesario, de vuelta a la energía eléctrica (el volante hace girar al generador).
Inicialmente, el volante es acelerado por un motor de baja potencia hasta que el consumo de la carga alcanza su punto máximo, y cuando la carga llega a su punto máximo, la energía almacenada por el volante puede suministrarse con muchas veces más potencia. Esta tecnología no ha encontrado una amplia aplicación industrial, pero se considera prometedora para su uso en poderosas fuentes de energía ininterrumpida.