El almacenamiento de electricidad surge como respuesta a la necesidad de mantener un equilibrio entre la generación y el consumo para asegurar la continuidad y calidad del suministro,
siendo sus principales problemas las pérdidas de energía derivadas de los procesos de conversión, así como los costes asociados.
Existen diferentes tipos de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica, entre los que se encuentran las baterías, capaces de acumularla y suministrarla posteriormente. Lo hacen mediante una reacción química que consigue que los electrones circulen. Son generadores eléctricos secundarios, lo que significa que necesitan extraer la energía de una fuente para cargarse.
"Todos los sectores que trabajen con energía son susceptibles de usar sistemas de acumulación. Desde el ferrocarril hasta las telecomunicaciones o, en escalas mayores, las centrales eléctricas, los parques eólicos, fotovoltaicos, etc. Por no hablar de sistemas en ciudades que extraigan su energía durante la noche del alumbrado eléctrico, pero que necesiten funcionar también durante el día, así como los vehículos sean eléctricos, híbridos o, incluso, los de combustión interna. El uso de baterías irá en aumento en paralelo a un mayor desarrollo de las energías limpias y renovables, smart cities, smart grids...", explica Florentina Arriaza, responsable del Centro Técnico de Baterías Industriales (CTBI) de Saft Baterías.
Tipos de baterías. Aplicaciones y proyectos
Existen en el mercado varios tipos de baterías para el almacenamiento de energía como las de plomo-ácido, sulfuro de sodio o niquel-hidruro metálico (NiMH), entre otras, aunque las más usadas son las baterías de litio-ion consideradas, hoy por hoy, la tecnología punta en materia de baterías, ya que gozan de una serie de ventajas, como su gran densidad energética de unos 140 Wh/kilo, gran eficiencia -cerca del 100 por cien- y gran número de ciclos dentro de su vida media -3.500 ciclos-. Es la principal tecnología para aplicaciones en renovables y vehículos eléctricos.
En este sentido destacamos Store y Alia2, dos proyectos liderados por Endesa e Iberdrola Ingeniería, respectivamente, cuyo objetivo es crear un sistema de almacenamiento de energía eléctrica a gran escala. En el caso de Store, que se pondrá en marcha en la isla de Gran Canaria y cuenta con 11 millones de euros de presupuesto, la empresa Saft ha sido la encargada de suministrar su sistema Intensium Max, una serie de contenedores que comprenden los módulos de las baterías Li-ion, cada uno de los cuales es capaz de almacenar energía para producir 1 megavatio hora de energía, es totalmente escalable y fácilmente desplazable para llegar a lugares remotos. Una excelente solución para apoyar a la creciente penetración de las energías renovables y, especialmente, para satisfacer las necesidades de red de la isla.
En el caso de Alia2, se ha completado recientemente la primera fase del proyecto, capaz de almacenar hasta 150 kW, aunque el objetivo final es construir un sistema de almacenamiento de varios megavatios hora de capacidad, que podrá entregar en 10 minutos una potencia cinco veces superior a la energía almacenada. La nueva solución podrá ser utilizada en plantas de producción a partir de fuentes renovables, subestaciones y centros de transformación, aunque también será útil como alternativa al suministro eléctrico en hospitales o centros comerciales, en caso de fallo en estas instalaciones.
Aunque su uso no está muy extendido en la actualidad debido a las limitaciones del proceso de recarga, cuenta con una alta capacidad de crecimiento y unas amplias previsiones de resultados. Hablamos de las baterías de aluminio-aire, consideradas el próximo paso en la evolución de la movilidad eléctrica y de otras soluciones aplicables a las Smart Grids o el almacenamiento de las renovables y, de forma más genérica, a las Smart Cities.
La empresa española de reciente creación, Albufera Energy Storage, está inmersa en un proyecto de I+D+i para el desarrollo y selección de nuevos ánodos de aluminio y otros componentes, que les permitan alcanzar unas especificaciones óptimas de este tipo de batería. "El aluminio, elemento principal de estas nuevas baterías, es un metal accesible en el mercado, abundante, barato, seguro, y que presenta una gran densidad energética, con un voltaje por celda similar al conocido de baterías alcalinas basadas en electrodos de níquel. Además, su bajo coste de reciclado, su extensa vida útil y la estabilidad de su precio, hacen que las baterías de aluminio sean el futuro de un almacenamiento energético respetuoso con el medio ambiente", explica Joaquín Chacón, CTO de Albufera Energy.
Otras tecnologías
Además de las baterías, existen otras tecnologías implicadas en el almacenamiento de energía eléctrica como los volantes de inercia, compuestos por un cilindro rotatorio de masa elevada que opera en vacío para mejorar su eficiencia y se conecta a un generador para producir electricidad. Entre sus principales ventajas, las pocas exigencias de mantenimiento, su larga vida útil y su comportamiento inerte a condiciones medioambientales.
Las centrales hidráulicas de ciclo reversible, que utilizan dos depósitos de agua separados verticalmente, de forma que el agua es bombeada al depósito superior en las horas de menor coste de la electricidad y turbinada al depósito inferior cuando es requerida.
Almacenamiento en aire comprimido, que comprende tanto el sistema de almacenamiento como la turbina de gas que genera electricidad, a partir de la expansión del aire comprimido.
Almacenamiento en superconductores. La energía es almacenada en el campo magnético creado por un flujo de corriente en una bobina superconductora. Una vez que la bobina se carga, la energía queda almacenada hasta que la bobina es de nuevo conectada a la red para ser descargada.
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