Almacenamiento de energía solar
Incluso el evangelista solar más entusiasta estará de acuerdo con una limitación de los paneles solares: solo generan electricidad cuando brilla el sol. Sin embargo, los picos de uso de energía a menudo ocurren durante la noche, lo que coincide con la reducción en la generación de energía solar y genera problemas de oferta y demanda. El problema es que durante los períodos soleados de baja demanda, los paneles solares suelen generar suficiente energía para satisfacer la demanda máxima más tarde en el día. Esto significa que el almacenamiento solar eficiente puede abrir muchas posibilidades tanto para los propietarios de viviendas como para las empresas.
¿Qué es el almacenamiento de baterías solares?
La energía solar también se puede almacenar en celdas electroquímicas. Cuando se bombea energía solar a la batería, las reacciones químicas entre los componentes de la batería almacenan energía. Cuando la batería se descarga, la reacción se invierte, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería. Las baterías de iones de litio se usan más comúnmente en aplicaciones solares, y las nuevas tecnologías de baterías se están desarrollando rápidamente y se espera que proporcionen soluciones de almacenamiento de baterías más económicas y escalables. De hecho, para 2025, se espera que la capacidad de almacenamiento de energía de EE. UU. alcance casi 7,5 gigavatios por año, un aumento de seis veces con respecto a 2020, y el valor de mercado es de 7300 millones de dólares estadounidenses.
Los diferentes tipos de almacenamiento de energía se pueden dividir en cinco categorías técnicas principales:
Dentro de estos alcances, se pueden subdividir en sistemas a gran escala o por lotes, sitios de clientes y residencias en términos de escala de aplicación. Además, con la electrificación del transporte, existe una categoría adicional de aplicaciones móviles.
1. Almacenamiento de batería
La batería es la forma de almacenamiento más antigua, común y ampliamente utilizada. Es una tecnología electroquímica que consiste en una o más baterías con terminales positivos, llamados cátodos, terminales negativos o ánodos.
La batería contiene una serie de componentes químicos. Los más conocidos y ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos portátiles y vehículos son el ion de litio y el ácido de plomo. Otros tipos de baterías sólidas son las de níquel-cadmio y sodio-azufre, mientras que las de zinc-aire están surgiendo.
La otra es una batería de flujo con una solución de electrolito líquido, que incluye química redox de vanadio y cromo de hierro y bromuro de zinc.
Aunque los supercondensadores no son baterías, también pueden clasificarse como tecnologías electroquímicas y sus aplicaciones son especialmente adecuadas para respuestas subminutas.
2. Almacenamiento mecánico
El sistema de almacenamiento mecánico se puede decir que es el más simple. Utiliza la energía cinética de rotación o gravedad para almacenar energía. Pero la viabilidad de las aplicaciones de red de hoy requiere la aplicación de la última tecnología.
La principal opción es el almacenamiento de energía con volante y sistema de aire comprimido, y la energía por gravedad es una tecnología emergente y se están desarrollando varias opciones.
3. Almacenamiento térmico
El almacenamiento térmico consiste esencialmente en capturar y liberar calor o frío en sólidos, líquidos o aire, y puede implicar cambios en el estado del medio de almacenamiento, como de gas a líquido o de sólido a líquido, y viceversa.
Las tecnologías incluyen el uso de sales fundidas y aire líquido para almacenamiento de energía o almacenamiento criogénico. La sal fundida se ha vuelto comercialmente viable con la energía solar concentrada, pero esta y otras opciones de almacenamiento de calor pueden verse limitadas por la demanda de grandes cuevas de almacenamiento subterráneo.
4. Hidrógeno
El almacenamiento de energía de hidrógeno aún está surgiendo e implica la conversión de energía eléctrica a través de la electrólisis en tanques de almacenamiento. Posteriormente, puede ser reelectrificado o suministrado a aplicaciones emergentes, como transporte, industria o residencial, como complemento o sustituto del gas natural.
5. Almacenamiento por bombeo
Durante la mayor parte del siglo pasado, los sistemas de almacenamiento por bombeo basados en grandes embalses se implementaron ampliamente y se convirtieron en la forma más común de almacenamiento de energía a escala de servicios públicos en el mundo.
Dicho sistema necesita hacer circular agua entre dos depósitos a diferentes niveles y «almacenar energía» en el agua del depósito superior. Cuando el agua se libera al depósito inferior, se liberará la energía.