fotovoltaica

Las baterías térmicas se perfilan como una alternativa rentable para el autoconsumo fotovoltaico

6
Un estudio desarrollado por el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid (IES-UPM) , en colaboración con la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), concluye que almacenar electricidad en forma de calor para convertirlo de nuevo en electricidad puede ser una solución rentable para el autoconsumo de electricidad fotovoltaica en domicilios y en aplicaciones de mayor tamaño.
Las baterías térmicas se perfilan como una alternativa rentable para el autoconsumo fotovoltaico
Ejemplo de integración de una batería térmica en zona residencia. IES-UPM

La drástica bajada de precios de la energía eólica y fotovoltaica ha llevado a una parte de la comunidad científica a plantearse una idea que hasta hace poco hubiera sido tachada de absurda: ¿y si transformamos la electricidad eólica o fotovoltaica en calor, almacenamos ese calor el tiempo que haga falta, y luego lo convertimos de nuevo en electricidad cuando esta sea necesaria?

Las leyes termodinámicas más básicas dicen que este proceso puede ser eficiente, como mucho, al 50%. Sin embargo, la economía no entiende de termodinámica y resulta que este sistema puede, de hecho, ser rentable. Al menos, esto es lo que se concluye de un estudio recientemente publicado por los investigadores madrileños y catalanes en la revista Applied Energy.

Sistema global
La búsqueda de sistemas de almacenamiento de energía de bajo coste es uno de los grandes retos tecnológicos del futuro. Por otro lado, el calor representa más del 50% de la demanda energética global del planeta y supone el 40% de las emisiones globales de CO2. La clave para comparar la rentabilidad del almacenamiento de energía en forma de calor frente a otro tipo de sistemas de almacenamiento energético está en el coste económico del sistema global.

“Si la electricidad es suficientemente barata, convertir dicha energía en forma de calor para luego convertirla de nuevo a electricidad puede ser más rentable que hacerlo mediante baterías electroquímicas, aunque estas sean mucho más eficientes. La razón es que almacenar energía en forma de calor es extremadamente más barato que hacerlo en baterías electroquímicas. Hasta 100 veces menos. Además, el calor que no se puede convertir en electricidad puede aprovecharse para producir agua caliente o incluso para alimentar un sistema de absorción para refrigeración en verano”, señala Alejandro Datas, miembro del IES-UPM y principal autor de este estudio.

Así, según los investigadores, un sistema de autoconsumo fotovoltaico residencial que utilice este tipo de baterías térmicas podría proporcionar ahorros de en torno al 70-80% en electricidad y del 15-20% en calefacción, y evitar aproximadamente una tonelada de emisiones de CO2 por vivienda y año. El estudio estima que la rentabilidad puede ser incluso mayor en aplicaciones de gran tamaño, como pueden ser centros comerciales, hospitales o fábricas, donde la economía de escala permita reducir aún más los costes del sistema y aprovecharse, además, de costes de generación fotovoltaica mucho menores.

En opinión de Alejandro Datas: “Almacenar energía eólica o fotovoltaica en forma de calor no sólo permitirá un ahorro sustancial del coste de la acumulación, sino que también permitirá satisfacer parte de esta gran demanda de calor mediante fuentes renovables. Por eso”, añade, “desarrollar este tipo de sistemas puede ser clave para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles, no sólo en el sector eléctrico, sino también en el térmico.”

Proyecto Amadeus
Los investigadores ya han empezado a dar los primeros pasos para fabricar este nuevo tipo de baterías. Durante los últimos tres años han coordinado el proyecto europeo Amadeus, en el que, junto con otros siete centros de investigación europeos, han construido un primer prototipo a escala de laboratorio. Una vez terminado el proyecto, la Comisión Europea ha decidido aportar financiación adicional para realizar un estudio de mercado y analizar su posible explotación comercial.

A partir de septiembre de este año, los investigadores del IES-UPM, con el apoyo de la consultora francesa Ayming, tratarán de identificar las necesidades de mercado que condicionarán el diseño de los primeros prototipos funcionales. Mientras tanto, están buscando socios industriales interesados en colaborar para fabricar esos primeros prototipos.

Esos socios los podrían encontrar en alguna o algunas de las empresas que asistieron en Madrid, hace unos meses, al primer congreso internacional dedicado a las baterías térmicas de muy alta temperatura. El evento, organizado por investigadores del Instituto de Energía Solar de la UPM, congregó a científicos e ingenieros de once países de todo el mundo que discutieron sobre el futuro de esta nueva tecnología. Asistieron, por ejemplo, representantes de la compañía australiana 1414 Degrees o de la estadounidense Antora Energy, que ya están desarrollando los primeros prototipos comerciales de estas baterías.

Además, empresas tan reconocidas como Siemens-Gamesa o Malta (ex Google) también han decidido apostar por este tipo de sistemas. Aunque muy diferentes desde el punto de vista tecnológico, todos ellos tratan de dar respuesta a la necesidad creciente de desarrollar sistemas de almacenamiento de muy bajo coste que permitan el despliegue masivo de las energías renovables intermitentes, como la solar o la eólica.

Añadir un comentario
Jose
https://blogthinkbig.com/bateria-energia-solar-noche
Miguel
El problema de los sistemas de acumulación de energía es que salen excesivamente caros y acaba saliendo más barato duplicar generación y exportar -casi regalados-, los excedentes (con la caída de precios que eso trae consigo), o bien, perderlos, que es poco eficiente, pero no derrumba el precio de mercado. La otra alternativa es diseñar el sistema para tener pocos excedentes y actuar como ahora, rellenando los huecos usando los sistemas de almacenamiento actualmente disponibles, apoyándose en la nuclear francesa y completando con la térmica basada en combustibles. El problema vendrá cuando la penetración de fotovoltaica en Europa sea muy alta, que provocará grandes desequilibrios, sobretodo a la caída del sol.
Rafael
@internete @xavi desde el punto de vista termodinámico el problema reside en la transformación de un energía de \"alta calidad\", como la electricidad, a otra de \"baja calidad\", el calor; irreversibilidad y pérdida exergética. El almacenamiento térmico de calor sensible en contenedores de sales fundidas es una realidad a gran escala en plantas termosolares y de una eficiencia bastante alta, el problema puede venir en la viabilidad a pequena escala.
Xavi
@internete no se trata d en termo con agua si no de acumuladores de sal con grandes paredes de hormigón que aíslan esa temperatura, como bien dices a mayor temperatura mayor disipación al ambiente, ahí está el 50% de rendimiento... No se trata de generar calor para guardarlo se trata de un excedente eléctrico como la generación en horas valle de consumo de centrales y sistemas de generación que siguen operando (Nucleares, algunas eólicas...)
Francisco gil
El gran problema de las energías renovables es acumularla. No se trata de invertir en producir para guardar, sino de guardar la que no se puede utilizar, y que alegría que tirarla, por lo que una vez realizado nuestro consumo , producir 100 y tirar 60 es mejor que tirar 100. Independientemente de ello el artículo trata de renovables lo cual incluye a la solar termica
internete
El calor se disipa rapido. Esto solo tiene sentido para reusarlo el mismo dia o como mucho un par de dias despues. Da igual lo bien aislado que este el termo, ya que pierde calor segun la cuarta potencia de la temperatura (steffan-boltzmann)... Por otro lado, si lo que estamos guardando es calor, es mejor generarlo no con fotovoltaica, sino con solar termica directa, que aprovecha mucha mas radiacion solar.