Almacenamiento de energía alternativo.

El combate del cambio climático demanda la implementación de medios de producción de energía amigables con el medio ambiente. Actualmente a pesar de los avances las energías renovables el almacenamiento de energía producida sigue siendo un gran problema para la industria. Una solución a esto es el uso de baterías; por desgracia al escalar esta solución a proyectos de gran tamaño como ciudades las baterías tradicionales de ion de litio no serían suficientes.

La forma en la que trabaja la red eléctrica requiere que el suministro y la demanda estén en un balance constante y dado que las fuentes de energía renovable no obedecen las necesidades de este balance es necesario contar con medios de almacenamiento de energía para cuando las fuentes no puedan proveer la energía o bien cuando estas provean energía que excede la demanda. El uso de baterías tradicionales no es posible debido a sus características y costo de producción sin mencionar que los metales necesarios para su fabricación no son un elemento abundante en el planeta.

Debido a esto diversos métodos y alternativas al almacenamiento de energía han sido desarrollados en los últimos años. Estos nuevos metodos de almacenamiento están pensados en un enfoque que pueda abastecer las necesidades de almacenamiento y suministro de grandes cantidades de energía, tener poca degradación y por ende poca necesidad de mantenimiento, y una buena relación costo beneficio.

Baterias Redox Flow

Las baterías Redox Flow son un hybrido entre una batería común y una celda de energía; consisten de dos tanques de liquido electrolíticos uno con carga positiva y otro con carga negativa. Estos líquidos son bombeados a una celda pero se mantienen separados por una membrana al pasar por la celda mediante oxidación el liquido con carga positiva cede electrones al cargado negativamente los cuales son recogidos por electrodos dentro de la celda y estos suministran la electricidad a la carga. Para realizar la carga de la batería el proceso se invierte.

Algunas de las soluciones electrolíticas usadas en estas baterías pueden resistir hasta 5,000 ciclos de carga-descarga es decir hasta 5 veces lo de una batería ion de litio. En recientes investigaciones se ha podido generar soluciones a base de agua reduciendo el costo de producción a casi un décimo del costo de una batería de litio. Esto hace que las baterías Redox Flow sean una alternativa muy llamativa al futuro de las energías renovables.

Baterías de inercia

Los volantes de inercia han sido una pieza clave del desarrollo industrial y llevan mucho tiempo formando parte de la maquinaría del ser humano. Recientemente sus aplicaciones han dado la vuelta hacia el almacenamiento de energía. Una batería de inercia usa un volante de inercia como generador y almacén de energía al mismo tiempo; este se hace rotar a grandes velocidades en una cámara cerrada donde la resistencia al movimiento es significativamente baja lo que permite que su energía rotacional permanezca casi sin perdidas, cuando esta energía es necesitada simplemente el motor que hace girar al volante pasa a ser un generador extrayendo de esta forma la energía solo que en forma de electricidad. Este tipo de baterías también puede integrar el uso de baterías comunes para mantener la rotación de los volantes en caso de poca energía para mantener su rotación.

Almacenamiento de energía con Aire comprimido

O CAES (Compressed Air Energy Storage) son sistemas que mediante el aprovechamiento de la energía extra generada por fuentes renovables almacenan aire comprimido y calor en cavernas subterraneas al bombearlo y comprimirlo dentro de las mismas; este posteriormente es liberado a voluntad conforme la demanda de energía se presente para propulsar una turbina que mediante su rotación genera electricidad sin provocar emisiones.

Este tipo de sistemas no solo requieren de cavernas subterráneas también se puede hacer uso de tanques de almacenamiento para aire comprimido en casos de pequeña escala lo que los hacen ideales para la vivienda.

Almacenamiento térmico

Uno de los almacenamientos que van perfecto con las plantas solares es el almacenamiento térmico. Este tipo de almacenamiento puede ser efectuado de muchas formas, en el caso de la energía solar este se utiliza para almacenar materiales a grandes temperaturas en tanques aislados lo que permite el aprovechamiento paulatino del calor del material y su casi nula degradación al poder calentar y enfriar este numerosas veces. Otro tipo de almacenamiento térmico consiste en el bombeo de líquidos tanto a bajas como altas temperaturas para su aprovechamiento como calefacción o refrigeración en edificios.

Referencias

• Redox flow batteries for renewable energy storage
• What is a flow battery?
• Giant Flow Batteries Could Power Your City in the Future
• The mechanical battery
• Flywheel Energy Storage
• A Review of Flywheel Energy Storage System Technologies and Their Applications
• Flywheel-lithium battery hybrid energy storage system joining Dutch grid services markets
• Ditch the Batteries: Off-Grid Compressed Air Energy Storage
• Discover renewable energy technology with compressed air energy storage
• Thermal Energy Storage
• Thermal energy storage: Technology brief
• Flywheels for Autonomous Networks