Los ingenieros de la Universidad Estatal de Oregon (EEUU) han descubierto un nuevo almacenamiento de energía termosolar bajo en coste y más práctico para un uso más amplio. Se trata de un sistema donde la transformación química se consigue gracias a ciclos repetidos que mantienen el calor, y además impulsa las turbinas que vuelven a ser calentadas y así continuar el ciclo.
Lo más común es que esto podría hacerse en un período de 24 horas, con niveles variables de electricidad con energía solar disponible a cualquier hora del día, según lo dictado por la demanda.
Los hallazgos han sido publicados en ChemSusChem, una revista profesional especializada de química sostenible. El trabajo fue apoyado por la SunShot Initiative del Departamento de Energía de Estados Unidos, y realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Florida.
Estabilidad de suministro
Conceptualmente, la totalidad de la energía producida podría ser almacenada indefinidamente y usada más tarde, cuando se necesite la electricidad. Alternativamente, también podría utilizarse algo de la energía generada de manera inmediata y el resto se almacena para su uso posterior.
Un sistema de almacenamiento de este tipo ayuda a resolver uno de los factores clave que limitan el uso más amplio de la energía solar – es decir que elimina la obligatoriedad de utilizar la electricidad de manera inmediata.
La producción de energía varía enormemente, no sólo entre la noche y el día, sino también por días, u horas del día, cuando la intensidad solar es más o menos potente. Muchos sistemas de energía alternativa se ven limitados por la falta de fiabilidad y el flujo de energía constante.
Funcionamiento del sistema
La electricidad proveniente de tecnología termosolar ha sido de gran interés debido a su potencial para reducir los costes. En contraste con las células fotovoltaicas solares convencionales que producen electricidad directamente de la luz solar, la generación de energía termosolar se desarrolla en una gran planta de energía donde varias hectáreas de espejos reflejan con precisión la luz solar en un receptor solar. Esa energía calienta un fluido que a su vez acciona una turbina para producir electricidad.
Esta tecnología es atractiva porque es segura, de larga duración, amigable con el medio ambiente y no produce emisiones de gases de efecto invernadero. Pero el coste, la fiabilidad y la eficiencia han sido sus principales limitaciones.
«Con los compuestos que estamos estudiando, hay un gran potencial para reducir los costes y aumentar la eficiencia», dijo Nick AuYeung, profesor asistente de ingeniería química en la Universidad de OSU, co-autor en este estudio, y un experto en nuevas aplicaciones y uso de la energía sostenible.
«En este tipo de sistemas, la eficiencia energética está estrechamente relacionada con el uso de las temperaturas más altas posibles,» dijo AuYeung. «Ahora las sales fundidas que se utilizan para almacenar la energía solar sólo puede trabajar sobre unos 600ºC, y además requieren grandes contenedores y materiales corrosivos. El compuesto que estamos estudiando se puede utilizar en hasta a 1.200ºC, y puede ser doblemente eficientes en relación a los sistemas existentes”.
Según AuYeung, este sistema de almacenamiento termoquímico se asemeja a una batería, donde los enlaces químicos se utilizan para almacenar y liberar energía – pero en este caso, la transferencia se basa en el calor, no en la electricidad.
El sistema depende de la descomposición reversible de carbonato de estroncio en óxido de estroncio y dióxido de carbono, que consume energía térmica. Durante la descarga, la recombinación de óxido de estroncio y el dióxido de carbono libera el calor almacenado. Estos materiales son inflamables, fácilmente disponibles y ambientalmente seguros.
En comparación con los sistemas existentes, es físicamente mucho más pequeño y sería más barato de construir.
El sistema propuesto trabaja a temperaturas tan altas que primero se podría utilizar para calentar directamente el aire que acciona una turbina para producir electricidad y calor residual y luego podría ser utilizado para producir vapor para conducirlo a otra turbina.
