Como hemos visto, el catálogo de tecnologías de almacenamiento de energía incluye una diversidad notable de sistemas mecánicos, magnéticos, químicos y térmicos, que proporcionan unas prestaciones técnicas muy diversas en cuanto al coste, a la velocidad de carga/descarga, a la capacidad de energía y potencia, ciclabilidad, vida útil y tiempos de respuesta, entre otros.
El almacenamiento de energía en la operación de las redes de energía tiene un notable valor en la gestión de sistemas con gran penetración de generación distribuida, ayudando a minimizar el coste de las infraestructuras, reduciendo los vertidos de producción renovable, o modulando la generación para adecuarla a la evolución de la demanda.
También es trascendente su contribución a la programación de la generación convencional, ya que el disponer de una capacidad adecuada de energía almacenada ayuda a minimizar los costes de generación térmica, evitando las puntas de consumo que usualmente son abastecidas por los generadores más costosos y menos eficientes.
Después de repasar los principales sistemas térmicos para el almacenamiento de energía, es el momento de ver lo que nos ofrecen los sistemas eléctricos.
Supercondensadores
Los supercondensadores son componentes electrónicos pasivos que permiten el almacenamiento de energía en pequeños períodos de tiempo gracias a la acumulación de carga eléctrica en una doble capa eléctrica en la interfaz entre un electrodo de carbono y un líquido electrolito.
Se trata de un mecanismo altamente reversible, tal y como sucede en los condensadores convencionales, lo cual permite su carga y descarga a elevadas ratios de potencia.
La distribución y tamaño de los poros y el área de superficie del electrodo determinan la capacidad de almacenamiento de estos dispositivos, muy superior a la de los condensadores convencionales.
Su densidad energética es más baja que la de las baterías, mientras que su potencia específica es superior, por lo cual sus prestaciones se ven multiplicadas cuando se combinan con baterías.
La investigación actual está orientada a aumentar la capacidad de los electrolitos al tiempo que se mitiga su toxicidad.
Imanes superconductores
Los imanes superconductores (SMES) almacenan la energía en campos magnéticos generados por una corriente eléctrica en bobinas superconductoras.
Estos sistemas necesitan temperaturas criogénicas para su funcionamiento, permitiendo el almacenamiento de energía con mínimas pérdidas eléctricas debido a la despreciable resistencia del material, así como una entrega rápida y muy eficiente de potencias elevadas.
Los elementos básicos de los SMES son una bobina superconductora, un sistema criogénico, un sistema electrónico de control de la bobina y la electrónica de potencia para almacenar la energía proveniente de la red y retornarla.
La combinación de superconductores con baterías puede proporcionar sistemas con densidades de energía y potencia elevadas, capacidad de carga y descarga total y una vida útil dilatada con virtualmente ninguna limitación en el número de ciclos.
Su principal inconveniente, el alto coste de la infraestructura criogénica, se está mitigando gracias a la mejora en el rango de temperaturas de operación.
Las investigaciones actuales se orientan hacia un sistema híbrido que combine los SMES con hidrógeno licuado (LIQHYSMES) o con sistemas CAES.
Ahora que hemos repasado las distintas tecnologías de almacenamiento de energía es más fácil que podamos estudiar las prestaciones que se nos ofrecen en función de características tales como su potencia nominal o su tiempo de respuesta.
A las posibilidades existentes se les unirán otras que aumentarán de manera notable la oferta disponible, lo que nos permitirá elegir en gran variedad de rangos y características relevantes, como es el caso de la capacidad, la eficiencia o su nivel de madurez.
En un escenario cambiante, en el que la transformación digital, las tecnologías habilitadoras digitales (THD), los modelos de ciudades inteligentes y de redes inteligentes han pasado de ser cuestiones de lejana aplicación a ser habituales en nuestra vida cotidiana, estas alternativas para gestionar la energía realimentan nuevos ciclos de innovación y desarrollo de soluciones técnicas, alcanzándose de esta manera un círculo virtuoso de generación de conocimiento en el que la sostenibilidad debe ser una constante indispensable.
