Existen varias tecnologías para resolver el problema del almacenamiento de energía tanto solar como eólica, en este articulo vamos a ponerte al día de cuales son y los inconvenientes que ha habido y puede haber sobre el almacenamiento, el talón de Aquiles de estas estupendas energías.
Sistemas de almacenamiento de energía distribuida
El almacenamiento de energía distribuido (DES, por sus siglas en inglés) es una tecnología de almacenamiento de energía modular y descentralizada. Los sistemas DES tienen grandes ventajas sobre los sistemas de distribución centralizados, y la ampliación es bastante flexible dependiendo de la demanda de energía.
Hay muchas cosas buenas sobre la energía solar y la energía eólica, sin embargo, no generan energía a una velocidad constante porque su producción depende en gran medida del clima. Más aún, almacenar energía de fuentes renovables es un desafío bastante moderno.
Por ejemplo, los molinos de viento se usaban tradicionalmente para pulverizar grano, bombear agua o ambos. Donde el grano pulverizado y el agua se pueden almacenar fácilmente, este no es el caso de la electricidad proveniente de soluciones de energía renovable: una de las desventajas de la energía solar.
Intermitencia y sobrecapacidad de los recursos eólicos y solares
En 2015, China se convirtió en el líder mundial en energía eólica con una generación de electricidad de 145.1 GW al año. Sin embargo, su auge en la industria de la energía eólica se enfrenta a desafíos con las restricciones de la red eléctrica y la reducción de la demanda de electricidad.
Como resultado, en algunas regiones, una gran cantidad de turbinas se han frenado o terminan sin usarse. Por ejemplo, la provincia de Gansu, un área en el norte de China con 26 millones de habitantes frenó el 39% de su capacidad eólica en 2015, lo que provoco unas enormes pérdidas económicas.
Actualmente, Alemania está lidiando con problemas de exceso de capacidad y discontinuidad. Dependiendo de la amplitud, la electricidad a menudo se ha transmitido a otras áreas, dando como resultado olas repentinas de electricidad que causan interrupciones en la estabilidad de la red de los países vecinos.
Australia ha sufrido varios apagones en el último año que han sido causados por la escasez de fuentes de respaldo disponibles para su almacenamiento. Aunque hay una falta de recursos energéticos distribuidos, ha habido un notable aumento de la discusión con respecto a la implementación de estas nuevas tecnologías.
Los sistemas de energía están diseñados para un flujo de energía descendente:
Generación → Transmisión → Distribución → Usuarios finales
Con la atribución de los contribuyentes locales a las tecnologías de almacenamiento distribuido, los efectos de falla en la red eléctrica pueden ser más severos y difíciles de aislar.
Vamos a ver que tecnologías de almacenamiento de energía distribuida existen en la actualidad para resolver es enorme problema.
Almacenamiento de hidrógeno comprimido
El hidrógeno tiene la energía más alta por masa de cualquier combustible, sin embargo, su baja densidad de temperatura ambiente da como resultado una baja energía por unidad de volumen. Por lo tanto, el enfoque a corto plazo es el desarrollo de almacenamiento de gas comprimido utilizando presión gracias a que funcionan bien en un entorno natural.
La perspectiva a largo plazo es bastante diferente y se centrará en el almacenamiento de hidrógeno frío o criocomprimido que aumenta la densidad del hidrógeno y permite soluciones de almacenamiento más pequeñas.
Cambio de baterías de ión litio a baterías de litio-azufre
Las baterías de litio-ion (baterías Li-I) tienen una capacidad de almacenamiento regular de 200W / kg, y las baterías de litio-azufre (baterías Li-S) tienen una capacidad de almacenamiento regular de 500W / kg. Por lo tanto, la tecnología de almacenamiento Li-S tiene un gran potencial para implementarse en numerosas industrias.
El desafío es aumentar la eficiencia de las baterías Li-S en un gran número de ciclos de carga, ya que una batería Li-I convencional superará a la batería Li-S después de aproximadamente 100 ciclos de carga. El problema clave de una batería Li-S es la baja conductividad eléctrica del cátodo de azufre. La investigación actual es encontrar cátodos altamente conductores.
Baterías de flujo redox
Las baterías de flujo Redox (RFB) almacenan electricidad como producto químico en dos tanques grandes. Actualmente, la RFB no puede competir con las baterías Li-I, ya que la capacidad de almacenamiento de las RFB es dramáticamente inferior a la de las baterías Li-I.
Sin embargo, desde una perspectiva económica, especialmente para capacidades más grandes, el RFB puede ser competitivo en comparación con el Li-B. Una ventaja importante es que una batería de flujo redox se puede recargar casi directamente al reemplazar el líquido del electrolito, mientras se recupera sincrónicamente el material usado para su re-energización.
Avance futurista en soluciones de energía renovable
En Greifswald, Alemania, el Instituto Max Planck de Física del Plasma ha estado desarrollando un estelarador experimental. Terminado en 2015, se predijo que el “Wendelstein 7-X lograría operaciones de hasta 30 minutos de descarga continua de plasma a base de hidrógeno en 2021, demostrando así una característica esencial de una planta de energía de fusión.
El objetivo de la investigación es mostrar si es posible producir energía con un reactor estelar. El reactor de fusión “convencional” tiene una forma de rosquilla, el W7-X tiene una forma enrollada, que es mucho más cercana a la forma natural que el plasma prefiere en el vacío del espacio.
