La UPM propone este sistema de almacenaje de energía eléctrica renovable sin baterías

Las energías renovables, principalmente la eólica y la solar, se han incorporado con éxito al mix energético, pero existe un inconveniente que impide su liderazgo como fuente de producción de energía en estos momentos.

Dicho inconveniente no es otro que la dependencia de factores como la intensidad del viento o la ausencia de luz solar para producir energía. Que deje de soplar el viento, el día esté nublado o se haga de noche, en resumen.

El coste estimado de la energía con este sistema sería de 0,12 €/kW, con una eficiencia del 80% una vida útil de 25 a 30 años

Por eso son varios los grupos de investigación que trabajan en modos de almacenar el excedente de energía que producen los aerogeneradores y paneles fotovoltaicos con el objetivo de utilizarlo en los momentos en los que el sistema no puede producir energía suficiente.

El más obvio es el de baterías y ya se investiga el modo de maximizar esta vía, pero no deja de ser una alternativa costosa a la hora de implementarse a gran escala. También existen formas alternativas como esta de Energy Dome, que se sirve del dióxido de carbono (CO₂) para almacenar energía renovable.

La bomba de calor

Lo que propone el equipo de trabajo formado conjuntamente entre la UPM de Madrid y la UTN de Ecuador es distinto y se basa en la bomba de calor y, en concreto, el sistema PTES (Pumped Thermal Energy Storage por sus siglas en inglés).

Este se basa en un proceso cíclico cerrado generalmente compuesto al menos por un compresor, un expansor (turbina) y depósitos de almacenamiento térmico. Durante la fase de carga, se acciona un compresor que transforma la energía eléctrica excedente en energía térmica y la almacena dentro de dos recipientes aislados térmicamente: uno caliente y otro frío, dispuestos verticalmente.

Durante la descarga, se emplea un expansor o turbina para transformar la energía térmica almacenada nuevamente en energía eléctrica. Los sistemas PTES se caracterizan por una mayor densidad de energía (50–140 Wh/kg), una baja tasa de autodescarga (aproximadamente un 1 %/día), la ausencia de limitaciones geográficas en la instalación y bajos costes de capital.

Según la UPM, el coste estimado de la energía con este sistema sería de 0,12 €/kW, ya que la eficiencia esperada, de en torno a un 70–80%, es suficientemente alta y su vida útil tiene un ciclo comparativamente largo (25–30 años), a diferencia de otras tecnologías de almacenamiento como las baterías o las baterías de flujo.

La potencia nominal y la capacidad de almacenamiento con esta tecnología es además bastante amplia y flexible, situándose en el rango de 0,5 a más de 10 MW y de 0,5 a más de 60 MWh. Por estas razones, el almacenamiento térmico de energía eléctrica se considera una de las tecnologías de almacenamiento de energía a gran escala más prometedoras.

Como señala Javier Muñoz Antón, investigador de la UPM que ha formado parte del equipo de trabajo, «el sistema propuesto tiene factores diferenciales frente a sus competidores, como la ausencia de condicionantes geográficos, el bajo desgaste por ciclo de trabajo, un menor coste de inversión, el tamaño de sus componentes no conlleva problemas logísticos en su transporte y permite un fácil escalado de potencia. Todo esto, unido a componentes relativamente convencionales, ayuda a potenciar la independencia energética de otras regiones», concluye.

Fuente: UPMFotos: Freepik