Madrid
Investigadores del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid (IES-UPM) han desarrollado un sistema que podría almacenar grandes cantidades de electricidad renovable durante largos periodos de tiempo de forma muy económica y proporcionar calor y electricidad bajo demanda. Se trata de las baterías termofotovoltaica de calor latente, un sistema que utiliza la generación excedente a partir de energías renovables intermitentes (como la solar o eólica) para fundir metales baratos, como el silicio o las aleaciones de ferrosilicio, a temperaturas superiores a los 1.000ºC. Las aleaciones de silicio pueden almacenar grandes cantidades de energía durante su proceso de fusión.
Este tipo de energía se llama "calor latente". Por ejemplo, un litro de silicio almacena más de 1 kWh de energía en forma de calor latente, que es precisamente la cantidad de energía que contiene un litro de hidrógeno presurizado a 500 bar. Sin embargo, a diferencia del hidrógeno, el silicio se puede almacenar a presión atmosférica, lo que hace que el sistema sea potencialmente más económico y seguro.
Asimismo, cuando el silicio se funde a más de 1000ºC brilla como el sol, por lo que es posible volver a convertir el calor irradiado en electricidad utilizando células fotovoltaicas. Los generadores termofotovoltaicos son como instalaciones fotovoltaicas en miniatura que pueden producir hasta 100 veces más potencia que una planta de energía solar convencional. Para entenderlo mejor con un ejemplo, si un metro cuadrado de panel solar produce 200 W, un metro cuadrado de panel termofotovoltaico produce 20 kW.
Costes económicos
Según Alejandro Datas, investigador del IES-UPM que lidera el proyecto, gracias a su capacidad de almacenamiento, gran parte de esta electricidad se producirá cuando no haya demanda, de forma que se venderá muy barata en el mercado eléctrico. "Por tanto, es fundamental almacenar esta electricidad en un sistema muy barato, ya que no tendría sentido almacenar algo tan barato en una caja muy cara. Por eso, almacenar electricidad excedente en forma de calor tiene mucho sentido, ya que es una de las formas más baratas de almacenar energía", explica Datas.
Concretamente, las aleaciones de silicio y ferrosilicio pueden almacenar energía a un costo de menos de 4 euros/ kWh (100 veces más barato que las actuales baterías estacionarias de iones de litio). Aunque el coste final sería mayor tras incorporar el contenedor y el aislamiento térmico, el estudio señala que sería posible alcanzar costes en torno a los 10 euro/kWh si el sistema tiene más de 10 MWh ya que el coste del aislamiento térmico sería una pequeña fracción del coste total del sistema.
Si el sistema es lo suficientemente barato, bastaría con recuperar solo el 30-40% de la energía en forma de electricidad para que sean preferibles a otras tecnologías más caras, como las baterías de iones de litio y el 60-70% restante del calor que no se convierte en electricidad puede entregarse directamente a edificios, fábricas o ciudades, lo que reduciría su consumo de gas natural.
El primer prototipo a escala de laboratorio del sistema que se ha fabricado en el marco de un proyecto europeo (AMADEUS) ya está disponible en el IES-UPM, y en dicho estudio se han publicado los primeros resultados experimentales. Sin embargo, la tecnología todavía necesita mucha inversión antes de que pueda llegar al mercado. Por ejemplo, el prototipo de laboratorio actual tiene menos de 1 kWh de capacidad de almacenamiento, pero se necesitan capacidades de almacenamiento de energía de más de 10 MWh para que esta tecnología sea rentable.
