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Energy storage
Energy storage has become one of the greatest challenges of our era. In a world where energy consumption is increasing and we are facing a paradigm shift from fossil to renewable energy models, energy storage is the pivot on which all this change revolves.
Energy storage is a very important element to give safety and back-up to all the energy generated by renewables energies. So much so that it is a key player to change the whole tradicional electricity industry. In NextCity Labs® we keep researching for better solutions within this area.
Storage needs come from all levels: People, homes, businesses, and industries have increasing energy demands and it is necessary to have it fully available. It is therefore very important that this storage is ON and OFF the grid. This is crucial for remote areas where there is no electrical infrastructure, and very important as a backup to the main grid, which will be increasingly dependent on weather and environmental conditions. This field has driven positive spillover effects in other stationary applications, especially in power grid management. Storage can make the power grid stronger by avoiding thermal overloads, which in turn prevents investments in new energy transmission and distribution infrastructure and promotes energy security.
So electric systems powered by clean energies can work their best, and to reach a level of sustainability in accordance with the new environmentally responsible models within the framework of the Smart City philosophy, it is necessary to implement the most sustainable energy storage systems available on the market.
There are several types of energy storage, but one of the most efficient and widely used today is lithium-based. Thanks to chemical research, much progress has been made in this area, developing systems that are much more suitable than lithium-ion. Lithium iron phosphate (LiFePO4) is the most widely accepted technology internationally, both domestically and in mass storage projects. This is due to its high safety, high efficiency even at high temperatures and a longer lifespan than other existing technologies. The lithium titanate technology (Li2TiO3) is also noteworthy, with an even longer life span and high performance even in very cold weather. These two technologies will undoubtedly shape the future in the coming years.
It should also be noted that these storage systems are improving traditional systems at the environmental level, due to a significant reduction of polluting elements and stricter recycling policies, of which we should all be part.
La tendencia más notable es la de la carga inalámbrica. Multitud de aparatos ya se pueden cargar con métodos de inducción depositando los objetos sobre una base encargada de darles energía. Pero es cierto que este avance solo supone eliminar la preocupación del cableado. Las nuevas miras están puestas en la alimentación remota.
La energía fotovoltaica es una de las alternativas principales para sustituir el modelo energético imperante y los avances en esta industria gozan de una importancia vital en la carrera contra el cambio climático. Un equipo de investigadores, han demostrado como la confiabilidad de la energía solar aumenta hasta un 40% si se utiliza un sistema combinado de generación de energía y almacenamiento, y no por separado como habitualmente se instala en la actualidad.
En la actualidad, los seres humanos han sabido aprovechar esta fuente de energía inagotable gracias al efecto fotovoltaico. Este efecto se produce cuando se capta la energía solar a partir de las distintas células solares que existen (ya sea en forma de teja, panel, ventana o cualquier elemento receptor). Cuando la radiación incide en la superficie receptora se genera una diferencia de potencial eléctrico que provoca que los electrones salten de un lugar a otro produciendo corriente eléctrica.
El almacenamiento es la clave para que la transición energética a las renovables sea posible, ya que resuelve en buena parte uno de los principales problemas a los que se enfrenta esta industria (la intermitencia), y controla los flujos energéticos liberando o almacenando la energía según la demanda de cada momento. Es fundamental innovar en este campo para conseguir que el nuevo sistema sea seguro, totalmente renovable y eficiente.
En el mercado del almacenamiento energético hay una gran variedad tecnológica que merece la pena conocer a la hora de instalar un sistema fotovoltaico y utilizar todo tipo de aparatos electrónicos. Las baterías de iones de litio han alcanzado una fama bien merecida y se han posicionado en multitud de industrias, desde la energética hasta la automovilística del presente y también del futuro. Pero dentro de este marco hay distintas variables más o menos óptimas dependiendo de lo que nuestro sistema demande.
El almacenamiento es uno de los campos más innovadores en cuanto a energía se refiere, pero es un camino lento que necesita de buenas inversiones para poder avanzar. Las baterías más comunes en la actualidad son las de iones de litio y plomo ácido, pero no van a ser las únicas según apuntan diferentes investigaciones. Al fin y al cabo, aunque están ofreciendo muy buenos resultados tienen limitaciones que se podrían superar con el avance de otras tecnologías.
Si hablamos de baterías de iones de litio se calcula que serán unas 3,4 millones las inservibles para el año 2025, y se estima que para el 2040 más de la mitad de la venta de los automóviles nuevos serán eléctricos (o al menos sin combustibles fósiles), lo que pone un punto de urgencia en el debate de cómo se van a reutilizar o gestionar sus baterías.
Existen multitud de razones por las que apostar por una batería de litio LiFePO4 como su rendimiento electroquímico con baja resistencia, un ciclo de vida más largo que el de otras baterías. Para evaluar su vida útil y tenerlas en condiciones de seguridad adecuadas es preferible conocer su proceso de carga y descarga ya que es lo que va a determinar el estado de dicho componente a futuro.
En la actualidad, ya se cuenta con vehículos totalmente dependientes de las energías renovables y la electricidad augurando un futuro sostenible para una de las principales industrias consumidoras de petróleo: el transporte. Los coches, los camiones y el transporte público llevan la delantera en el uso de electricidad para funcionar, pero la ambición de esta industria está llegando al transporte aéreo.
El BMS o Battery Management System es uno de los componentes más importantes para las baterías de litio ya que es el elemento de seguridad clave para evitar cualquier tipo de fallas. Este componente de seguridad controla el proceso de carga y descarga de las celdas de litio evitando cualquier percance. Cuando una batería de litio no se utiliza adecuadamente es relativamente fácil que se produzca una falla en el sistema, por lo que es importante tener conciencia del estado del BMS periódicamente.
