Ponte al día en almacenamiento de energía (2)

Continuamos con la guía realizada por Twenergy donde en la primera entrega pudimos entender el por qué del almacenamiento de energía y sus ventajas.

Pero, ¿cómo se puede acumular la energía eléctrica?

La energía eléctrica, por desgracia, no se puede acumular. Para almacenarla es necesario transformarla en otros tipos de energía. Cuando exista demanda, el mismo u otro dispositivo deberá encargarse de volver a transformar la energía acumulada en electricidad.

Existen diversas tecnologías de acumulación de energía, que pueden dividirse en los siguientes grupos en función del tipo de energía en la que transforman la electricidad para su almacenamiento:

Tecnologías mecánicas

Se basan en la utilización de las distintas formas de energía mecánica (cinética y potencial). Dentro de este grupo se encuentran:

Bombeo de agua

Consiste en una central hidroeléctrica que, además de generar electricidad, es capaz de bombear agua a un reservorio situado a una altura superior cuando hay baja demanda. De este modo, aprovechando la energía potencial del agua, se pueden realizar descargas de agua controladas para ayudar a regular los picos de la curva de carga durante los periodos de demanda alta.

El rendimiento global ronda el 65%

Aire comprimido

También llamado CAES. La electricidad generada en periodos de baja demanda se invierte en grupos compresores, que comprimen aire y lo introducen en una formación geológica subterránea. Cuando la demanda energética aumenta, el aire comprimido se utiliza en turbinas de combustión modificadas para generar electricidad. La energía almacenada proviene de energía potencial y térmica (actualmente obtenida de la combustión de combustibles fósiles).

Se pueden obtener rendimientos en torno al 75%

Volantes de inercia

Se trata de una forma de almacenamiento a través de la conservación de la energía cinética de un disco metálico, que comienza a girar cuando se le aplica un par motor. Al someterlo a un par resistente se frena y la energía almacenada en el rotor es transformada en corriente continua por el generador. Se obtendrá mayor energía cuanta más inercia y velocidad angular se produzca en ese freno.

El rendimiento puede llegar al 90%

Tecnologías con hidrógeno

El hidrógeno molecular es un combustible con un alto poder calorífico (casi cuatro veces superior al del gas natural) que se encuentra en cantidades muy pequeñas de forma natural. Sin embargo, es posible producirlo a partir de agua e hidrocarburos aportando energía, como por ejemplo electricidad. Este proceso se conoce como electrólisis y se realiza en electrolizadores, aparatos basados en procesos electroquímicos (más detalles sobre los mismos en la siguiente sección). El hidrógeno, por tanto, se produce en momentos de baja demanda y se almacena utilizando distintas tecnologías (gas comprimido, líquido o en estado sólido). Cuando exista un pico de demanda, la transformación de la energía contenida en las moléculas de hidrógeno en electricidad se realiza mediante motores y turbinas basadas en su combustión o bien con procesos electroquímicos más eficientes que almacenan la energía en aparatos llamados pilas de combustible (más detalle sobre éstos en la siguiente sección). El hidrógeno presenta, además, la ventaja de servir como combustible en el sector del transporte y también para la producción de calor, por lo que se le da el nombre de “vector energético”.

 Sin embargo, el rendimiento del ciclo completo electricidad – hidrógeno – electricidad es inferior a otras tecnologías, ya que se sitúa en torno al 40%

Tecnologías electroquímicas

Se basan en la transformación directa de la energía contenida en los compuestos químicos en energía eléctrica y viceversa. Todas se basan en reacciones de oxidación y reducción (redox) donde las especies químicas implicadas intercambian electrones que pueden ser conducidos a través de un circuito para producir electricidad. Entre las tecnologías electroquímicas se encuentran las baterías, las pilas de combustible y los electrolizadores. Dada la importancia de estas tecnologías dentro de la acumulación de energía eléctrica, se puede consultar la siguiente sección para encontrar detalles sobre los distintos tipos y variantes.

Otras tecnologías

Existen otras tecnologías menos maduras, en general en fase de desarrollo e investigación, como es el caso de los supercondensadores o los sistemas SMES (almacenamiento de energía magnética por superconducción). Ambas presentan excelentes cualidades para la generación de grandes potencias en periodos de tiempo cortos.

En resumen, las tecnologías de acumulación pueden ser utilizadas en diversas aplicaciones, pero no todas las mencionadas sirven para cualquier situación. Cada tecnología presenta unas características que la hacen más interesante para determinadas aplicaciones.

En próximas entregas trataremos cómo se puede acumular energía eléctrica con tecnologías electroquímicas.

Podéis acceder a la guía completa de Twenergy en nuestro fondo documental ecointeligente o desde este enlace: Guía de Almacenamiento de Energía de Twenergy.