La electricidad de fuentes de energía renovable no fluye de manera uniforme. Las instalaciones generan electricidad solo cuando el sol brilla o el viento sopla. La acumulación de producción de electricidad no tiene por qué ocurrir en períodos de mayor demanda; Rara vez existe una correspondencia entre la oferta y la demanda. El almacenamiento de electricidad es un problema que siempre ha acompañado a la fotovoltaica y los parques eólicos.
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Suministro variable de electricidad de una planta de energía solar o eólica
¿Cómo almacenar electricidad en casa?
El viento no siempre sopla, el sol no siempre brilla: los parques eólicos en Polonia y las instalaciones fotovoltaicas generan tanta electricidad como la naturaleza proporciona actualmente. La acumulación de demanda de electricidad por parte de los consumidores rara vez coincide con los períodos pico de "oferta" de energía solar y eólica renovable. Tanto en la energía industrial como doméstica, el problema es el almacenamiento de excedentes de energía.
Los acuerdos de la UE obligan a los estados miembros a reemplazar cada vez más los combustibles fósiles con fuentes de energía renovables. Los sistemas de actividades proecológicas (certificados blancos, certificados verdes) apoyan los parques eólicos en Polonia, así como las instalaciones fotovoltaicas prosumidores. Los certificados blancos, es decir, los certificados de eficiencia energética, operan en el mercado de derechos de propiedad, apoyando la modernización energética de las empresas.
Las fuentes de energía dependientes del clima para generadores de energía hacen que el almacenamiento de energía sea una necesidad. Se necesitan formas de almacenar suministros de electricidad para las cargas eléctricas cuando sale el sol y no sopla el viento. Hay varias formas de almacenar energía no solo de las baterías populares.
Acumulación de electricidad - almacenamiento de excedentes de electricidad
El almacenamiento de energía permite el uso de la electricidad generada por plantas de energía solar y eólica no solo durante el período de actividad de los generadores. Los almacenes proporcionan la energía necesaria, independientemente de la intensidad de la radiación solar y la fuerza del viento. La acumulación directa de corriente es posible en los condensadores, pero de poca utilidad para fines prácticos.
Para cantidades mayores de energía, se utilizan métodos de almacenamiento indirecto. La corriente eléctrica se convierte en otra forma de energía que es más fácil de almacenar y luego recrea la electricidad a partir de ella. Estas son las principales formas de solucionar el problema:
- Baterías y acumuladores - instalaciones de almacenamiento de electricidad conocidas desde hace mucho tiempo. Almacenan electricidad sobre una base química y están bien probados. Sin embargo, este método de almacenamiento de energía es, debido a su baja capacidad, relativamente caro. Hay baterías de alta calidad disponibles para su uso en energía fotovoltaica. La mayoría de ellos, sin embargo, no son adecuados para grandes centrales eléctricas. Están previstas plantas de energía de batería en Australia. A fines de 2022, el fabricante de automóviles eléctricos Tesla lanzó allí una batería de iones de litio, que suministra electricidad a más de 30.000 hogares.
- Plantas de energía de almacenamiento por bombeo - confiable durante décadas. Usan el exceso de electricidad para bombear agua desde un depósito profundo a un nivel más alto. A medida que el agua acumulada regresa al valle, su energía impulsa la turbina y el generador. Sin embargo, solo puede almacenar energía de esta manera en determinadas condiciones. Debe haber una montaña con una cima plana donde se pueda cavar un embalse artificial y un lago a sus pies. El suelo de arriba debe ser impermeable. Ambos embalses, naturales y artificiales, están conectados por una tubería. Las bombas-turbinas bombean agua hacia arriba utilizando el excedente de energía o son impulsadas por el agua que cae desde arriba. Una ventaja adicional de dicha central eléctrica es la posibilidad de un arranque rápido de las turbinas en la dirección de la generación de electricidad.
Precios promocionales de paneles solares y bombas de calor.
El almacenamiento de energía mediante la transferencia de masas de agua a un nivel superior es muy eficiente. La pérdida de energía durante este intercambio es de aproximadamente el 20%, lo que significa una alta eficiencia del 80%. En Polonia, la instalación más grande de este tipo es una central de almacenamiento por bombeo cerca de Żarnowiec con una capacidad de más de 700 MW.
- Producción de hidrógeno o metano - una forma química de almacenamiento de energía. Al tener un exceso de electricidad, se pueden usar para descomponer el agua en oxígeno e hidrógeno. Aunque el hidrógeno es un excelente combustible, tiene una gran desventaja que lo elimina del uso diario: crea una mezcla altamente explosiva con el aire. Por esta razón, en el siguiente proceso, también con el uso de electricidad, el hidrógeno se convierte en metano. Este gas conocido también se puede utilizar en una planta de energía para generar electricidad durante un déficit. El proceso de convertir la electricidad en metano y viceversa es bastante complejo, con una eficiencia que alcanza el 50%. También comprobar este artículo sobre tipos de módulos solares.
Almacenamiento de energía en baterías
La independencia fuera de la red es tentadora pero costosa
La instalación fotovoltaica de la isla es completamente independiente de la red eléctrica. No es posible transferir excedentes o comprar la cantidad faltante. Una aplicación natural de este tipo de instalación son las áreas no desarrolladas sin redes eléctricas. En Polonia, es difícil encontrar tales terrenos baldíos y la energía fotovoltaica insular se refiere más bien a casas de veraneo.
Independientemente del tamaño de su instalación aislada, el almacenamiento de energía es absolutamente esencial. Los paneles solares solo funcionan cuando se exponen a la luz solar. Por la noche cesa la producción de electricidad y en días nublados es cercana a cero. La continuidad de la energía solo puede garantizarse mediante el almacenamiento local de energía excedente.
Los precios de las baterías fotovoltaicas son altos, pero tienen una tendencia a la baja. Por ejemplo, el Tesla Power Wall cuesta más de PLN 26,000, y no es solo una batería, sino también un convertidor y dispositivos adicionales.
Selección de batería para una instalación fotovoltaica
Las baterías de almacenamiento de energía tienen un tipo de funcionamiento específico. Rara vez permanecen completamente cargados y, al mismo tiempo, funcionan cíclicamente. Los periodos de recarga dependen de las condiciones meteorológicas y los intervalos entre ellos pueden ser de varios días.
Para prolongar la vida útil de la batería, se debe tener en cuenta una gran reserva de capacidad. De este modo evitará una descarga intensa. La variabilidad de la intensidad de la radiación solar requiere tener en cuenta la reserva energética adecuada para cubrir la demanda actual.
Las marcas de baterías más populares incluyen: Tesla, SMA, Mercedes Benz, Enphase. Se caracterizan por su alta eficiencia y resistencia a la descarga completa. Permiten la expansión del almacenamiento de energía. los fabricantes suelen ofrecerles una garantía de 10 años.
Almacenamiento de energía en instalaciones en red
La energía excedente que no se utiliza para las necesidades actuales, procedente de la energía fotovoltaica, se puede almacenar en la red en el sistema conectado a la red. El convenio con la empresa energética permite la transferencia de excedentes y su recogida de la red en el plazo de liquidación de 12 meses. Se puede decir que la eficiencia de dicho almacén es del 80%, porque esta es la cantidad de energía que se puede recolectar.
Esta es una disposición ventajosa y su única desventaja es la necesidad de tener una red eléctrica cercana. Las mejores baterías tienen una eficiencia superior al 90%, pero su capacidad es suficiente para solo dos o tres días. La independencia energética total en un sistema fuera de la red es atractiva, y las baterías fotovoltaicas ciertamente permanecerán en el mercado.
