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Cuáles son las distintas formas de almacenamiento de energía renovables

En este artículo vamos a profundizar en las diferentes formas de almacenamiento de energía renovable, parándonos especialmente en las más comunes.

Cada sistema de almacenamiento de energía tiene sus características, ventajas e inconvenientes, pero para entender sus procedimientos específicos necesitas una formación especializada.

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Baterías: la opción más popular

Las baterías son dispositivos que almacenan energía en forma química y la liberan cuando se necesita

Baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido son una opción común para el almacenamiento de energía renovable, especialmente en sistemas de energía solar o eólica, residenciales o pequeñas empresas.

Estas baterías utilizan ácido sulfúrico y placas de plomo para almacenar y liberar energía. Cuando se cargan, las reacciones químicas convierten el ácido sulfúrico en agua y plomo en dióxido de plomo en las placas positivas, mientras que las placas negativas se cubren de plomo esponjoso y se libera hidrógeno. Cuando se descargan, se produce el proceso inverso, liberando energía eléctrica.

Las baterías de plomo-ácido son relativamente baratas y tienen una larga vida útil si se mantienen adecuadamente. Además, son capaces de proporcionar una gran cantidad de energía instantáneamente, lo que las hace ideales para su uso en sistemas de respaldo de energía. 

Sin embargo, estas baterías tienen una densidad de energía relativamente baja en comparación con otras tecnologías de almacenamiento, lo que significa que se necesitan más baterías para almacenar una cantidad determinada de energía. 

Finalmente, estas baterías tienen un impacto ambiental significativo debido a la contaminación que se produce durante su producción y eliminación.

Baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio son las más utilizadas actualmente en sistemas de almacenamiento de energía renovable debido a su alta eficiencia y larga vida útil.

Las principales ventajas de las baterías de iones de litio son:

  • Posibilidad de almacenar la misma cantidad de energía que las otras baterías, pero con menos espacio. 
  • Estas baterías son más eficientes que otras tecnologías de almacenamiento de energía.
  • Destaca su capacidad para proporcionar una energía de respaldo rápida

Baterías de flujo redox

Las baterías de flujo redox son un tipo de batería recargable que utiliza un líquido electrolito, que fluye a través de celdas electroquímicas, para almacenar y liberar energía eléctrica. 

Estas baterías constan de dos tanques de líquido, uno con un electrolito reducido y otro con un electrolito oxidado, que fluyen a través de celdas separadas por una membrana permeable. 

La reacción electroquímica ocurre en las celdas y los electrones se mueven a través de un circuito externo para suministrar energía eléctrica.

La ventaja de las baterías de flujo redox:

  • El tamaño de la batería se puede adaptar fácilmente para aumentar la capacidad de almacenamiento, simplemente aumentando el tamaño de los tanques de líquido y la membrana permeable. 
  • El electrolito líquido se puede reemplazar fácilmente para prolongar la vida útil de la batería.
  • Se pueden utilizar materiales menos costosos en la construcción de la batería.

Sin embargo, las baterías de flujo redox también tienen algunas desventajas

A pesar de estas limitaciones, las baterías de flujo redox se utilizan en aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala, como sistemas de almacenamiento de energía renovable para redes eléctricas.

 

Almacenamiento térmico

La energía térmica, la que obtenemos de las capas del subsuelo de la corteza de la Tierra; donde se encuentran temperaturas ultraaltas, se puede almacenar en grandes tanques de agua o en materiales como el hormigón. 

La energía se libera posteriormente a través de turbinas de vapor que generan electricidad.

Tecnología de sales fundidas

La energía térmica se puede almacenar en sales fundidas, que se calientan mediante la energía renovable y se almacenan en tanques.

Como hemos visto con anterioridad, la energía acumulada se libera posteriormente a través de turbinas de vapor que generan electricidad.

 

Hidrógeno y pilas de combustible

El hidrógeno y las pilas de combustible son tecnologías relacionadas. Ambos sistemas de almacenamiento se utilizan para producir energía eléctrica a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno.

Producción de hidrógeno a partir de energías renovables

El hidrógeno se utiliza como comburente en una pila de combustible, que utiliza un electrodo positivo y un electrodo negativo separados por una membrana de intercambio de protones para catalizar la reacción química.

El hidrógeno es un combustible limpio y renovable que se puede producir a partir de fuentes de energía renovable como la energía solar y eólica

El hidrógeno se puede almacenar y transportar fácilmente en forma líquida o gaseosa, lo que lo hace adecuado para su uso en vehículos, sistemas de energía eléctrica y aplicaciones industriales.

Sin embargo, tanto el hidrógeno como las pilas de combustible tienen algunas desventajas. La producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovable todavía es relativamente costosa, y la infraestructura de distribución y almacenamiento de hidrógeno es limitado en muchos lugares.

Pilas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC)

La ventaja de las pilas de combustible es que producen energía eléctrica de manera silenciosa y sin emisiones de gases de efecto invernadero, ya que la única emisión resultante de la reacción es vapor de agua. 

Además, las pilas de combustible son más eficientes que los motores de combustión interna y pueden utilizar una variedad de combustibles, incluyendo hidrógeno, metano, etanol y metanol.

No obstante, la tecnología de las pilas de combustible aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo, lo que significa que los costos de producción son relativamente altos en comparación con las tecnologías existentes.

En resumen, el hidrógeno y las pilas de combustible son tecnologías prometedoras para producir energía eléctrica de manera limpia y eficiente

Sin embargo, todavía se necesitan inversiones en investigación y desarrollo para superar algunos de los desafíos técnicos y económicos que impiden su adopción a gran escala.

 

Almacenamiento mecánico de energía

La energía mecánica se puede almacenar en sistemas como volantes de inercia o sistemas de bombeo hidráulico. La energía se libera posteriormente al convertir la energía mecánica en electricidad.

Cada tecnología tiene sus ventajas y desventajas, y la elección dependerá de las necesidades y requisitos específicos de cada aplicación.

Vuelco de agua y aire comprimido

El vuelco de agua y aire comprimido son tecnologías que implican el uso de un recipiente para almacenar aire o agua comprimidos a alta presión. Cuando se necesita la energía almacenada, el aire o el agua se liberan y se utilizan para mover turbinas y generar electricidad. 

La principal diferencia entre el vuelco de agua y aire comprimido es el medio de almacenamiento utilizado: el vuelco de agua utiliza agua, mientras que el aire comprimido utiliza aire.

Volantes de inercia y sistemas de almacenamiento por resorte

Los volantes de inercia son dispositivos mecánicos que almacenan energía cinética rotacional en un disco giratorio que se acelera mediante la energía eléctrica y se desacelera para generar energía eléctrica cuando se necesita. 

Los sistemas de almacenamiento por resorte, por otro lado, implican el uso de un resorte para almacenar la energía mecánica, que se libera para generar energía eléctrica cuando se necesita.

 

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Como puedes ver, cada forma de almacenamiento de energía tiene sus características y necesidades, pero si quieres aprovechar sus posibilidades lo mejor que puedes hacer en matricularte en la escuela Mint. Existe una alta demanda de energía y de profesionales cualificados.

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