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Almacenamiento de energía
El almacenamiento de energía se ha convertido en uno de los mayores retos de nuestra era. En un mundo en el que el consumo de energía aumenta y afrontamos un cambio de paradigma desde modelos energéticos fósiles a renovables, el almacenamiento de energía supone el eje sobre el que gire todo este cambio.
El almacenamiento de energía es un elemento verdaderamente importante ya que aporta toda la seguridad y disponibilidad de la energía captada por fuentes renovables. Tanto es así, que realmente tiene el potencial suficiente para cambiar tanto el sector eléctrico como la usabilidad de todos los sistemas que tienen que ver con él. En NextCity Labs® seguimos avanzando en la búsqueda de nuevas tecnologías de almacenamiento que siga respaldando la expansión de las energías renovables.
Las necesidades de almacenamiento llegan desde todos los niveles: Las personas, viviendas, comercios e industrias tienen demandas crecientes de energía y es necesaria una completa disponibilidad de ella. Por ello es muy importante que este almacenamiento sea ON y OFF grid. Crucial para áreas remotas donde no exista infraestructura eléctrica, e importantísima también con respaldo a la red principal, que cada vez será más dependiente de la climatología y las características del medio ambiente. Este campo ha impulsado efectos indirectos muy positivos en el resto de aplicaciones estacionarias, especialmente en la gestión de la red eléctrica. El almacenamiento puede hacer de la red eléctrica una instalación más robusta evitando sobrecargas térmicas, lo que permite a su vez evitar las inversiones en nuevas infraestructuras de transporte y distribución de la energía, promoviendo además la seguridad energética.
Para que los sistemas eléctricos alimentados de energías limpias funcionen en su versión más óptima, y para alcanzar un nivel de sostenibilidad acuerdo con los nuevos modelos responsables con el entorno amparados en el marco de la filosofía Smart City, se necesitan implantar los sistemas de almacenamiento de energía más sostenibles que ofrezca el mercado.
Existen diversos tipos de almacenamiento de energía, pero uno de los más eficientes y más utilizados a día de hoy están basados en el litio. Gracias a la investigación a nivel químico, se ha progresado mucho en la materia desarrollando sistemas mucho más apropiados que el ion-litio. El litio ferrofosfato (LiFePO4) es la tecnología que mayor aceptación está teniendo a nivel internacional, tanto a nivel doméstico como en proyectos de almacenamiento masivo. Esto es debido a su alta seguridad, gran eficiencia incluso en temperaturas altas y una vida útil más larga que otras tecnologías existentes. Destaca también la tecnología de titanato de litio (Li2TiO3), cuya vida útil es aún mayor que la anterior y tiene muy buen desempeño también en ambientes con temperaturas muy frías. Sin duda son estas dos tecnologías las que marcarán el futuro en los próximos años.
Destacar también que estos sistemas de almacenamiento vienen a mejorar los sistemas tradicionales a nivel medioambiental, debido a una importante reducción de los elementos contaminantes y unas políticas de reciclaje más estrictas, de las que todos debemos de formar parte.
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.
