• Comparte

Enfocados en desarrollar nuevos sistemas.

El imparable progreso de las energías renovables, en particular de la energía eólica y fotovoltaica, ha creado un nuevo reto en el sector energético a escala mundial, el almacenamiento de este tipo de energía dispersa e intermitente.

En los últimos años se han desarrollado un gran número de dispositivos para este fin. Algunos han alcanzado ya una fase avanzada de demostración e incluso de comercialización, como el almacenamiento de interconexión a la red y en sistemas autónomos mediante baterías de litio o de sodio-sulfuro. Este es el caso también de la energía termosolar, en dónde se almacena directamente la energía del sol en forma de calor en sales fundidas, para luego producir electricidad bajo demanda mediante un generador térmico.

Un equipo de investigadores del Instituto de Energía Solar (IES-UPM) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) está desarrollando un novedoso sistema que permite almacenar energía en silicio fundido, el elemento más abundante de la corteza terrestre que se encuentra en nuestros alrededores, más en las áreas salinas. El hallazgo está destinado a originar una nueva generación de centrales termosolares de bajo costo.

Con este sistema, que se encuentra en proceso de patente en los laboratorios de Estados Unidos, la energía de entrada, bien sea directamente energía solar o electricidad excedente de una central de generación renovable, se almacena en forma de calor en silicio fundido a muy altas temperaturas, a unos 1400 grados centígrados con un punto de ebullición de 2355 ºC.

El silicio tiene propiedades únicas que le confieren la capacidad de almacenar más de 10kwh de energía en un metro cúbico, es decir, unas diez veces más que con las sales empleadas actualmente en las centrales termosolares.

💮Silicio fundido y las células termo-fotovoltaicas como materia prima.

El silicio se mantiene fundido aislándolo térmicamente del entorno hasta que dicha energía es demandada, en cuyo momento se produce la transformación del calor almacenado en electricidad. A estas temperaturas tan altas, el silicio brilla intensamente, del mismo modo que lo hace el sol, y por tanto, pueden emplearse células fotovoltaicas que en este caso se denominan termo-fotovoltaicas, para convertir dicha radiación incandescente en electricidad, explica Alejandro Datas, investigador promotor de este proyecto.

En el uso de células termo-fotovoltaicas reside la clave de este sistema ya que cualquier otro tipo de generador difícilmente podría trabajar a temperaturas tan extremas. Además, este tipo de células producen del orden de 100 veces más potencia eléctrica por unidad de área que una célula solar convencional y son capaces de alcanzar mayores eficiencias de conversión, teóricamente incluso superiores al 50%.

El sistema almacena hasta diez veces más energía, el resultado final es el de un sistema extremamente compacto, sin partes móviles, silencioso, capaz de almacenar hasta diez veces más energía que las soluciones existentes y que emplea materiales abundantes y de bajo costo.

Se prevé que la primera aplicación de estos dispositivos sea en el sector de la energía termo-solar, donde se evitarían los complejos sistemas utilizados en la actualidad que emplean fluidos de transferencia de calor, válvulas y turbinas para producir electricidad, señala la UPM.

Se podrán reducir drásticamente los costos de la energía generada, que unido a una mayor capacidad de almacenamiento, pueden convertir esta solución en una de las más rentables de entre todas las alternativas de generación renovables.

A mediano plazo, estos sistemas podrían también emplearse para almacenar electricidad en el sector residencial y gestionar todas las necesidades energéticas de electricidad y calefacción de los núcleos urbanos.

Recientemente, el equipo de investigadores de la UPM ha conseguido financiamiento a través del proyecto “Explora” del Ministerio de Economía y Competitividad, con el cual empezarán a fabricar el primer prototipo a escala de laboratorio. En paralelo, los investigadores están poniendo en marcha un proyecto empresarial “Silstore” con el cual pretenden industrializar estos desarrollos.

Bibliografía: Datas, A.; Ramos, A.; Marti, A.; del Canizo, C.; Luque, A. “Ultra high temperature latent heat energy storage and thermophotovoltaic energy conversion”. Energy 107: 542-549, julio de 2016. DOI: 10.1016/j.energy.2016.04.048.
  • Comparte