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Utilizar las profundidades de los océanos como almacén de energias

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Utilizar las profundidades de los océanos como almacén de energias

Almacenar energía por gravedad bajo el agua seria la solución ideal para almacenar energía

El almacenamiento de energía por gravedad bajo el agua ha sido propuesto como una solución ideal para el almacenamiento de energía semanal por un grupo internacional de científicos. La nueva tecnología se considera una alternativa al almacenamiento hidroeléctrico bombeado para costas e islas sin montañas que se encuentran cerca de aguas profundas, y también puede ser interesante para la energía fotovoltaica si se utiliza para almacenar hidrógeno verde.

Un equipo de investigación internacional ha desarrollado un concepto novedoso de almacenamiento de energía gravitacional basado en la flotabilidad, que puede utilizarse en ubicaciones con fondos marinos profundos y aplicarse tanto al almacenamiento de energía eólica marina como al hidrógeno comprimido.

Denominada tecnología de almacenamiento de energía de flotabilidad (BEST), la tecnología propuesta se define como una alternativa al almacenamiento por bombeo hidroeléctrico para costas e islas sin montañas cercanas a aguas profundas. Consiste en utilizar electricidad renovable almacenada para alimentar un motor que baja un recipiente de gas comprimido y luego generar electricidad liberando el recipiente de gas comprimido para que vuelva a la superficie a través del agua.

“En cuanto al uso de almacenamiento de energía de flotabilidad para paneles solares flotantes, aunque podría haber potencial para esta tecnología, ya que se encuentra cerca de las profundidades marinas, sería más económico almacenar energía con baterías, ya que solo requiere un almacenamiento diario de energía. ”, Explicó además. “En otras palabras, los sistemas BEST son costosos para almacenar energía durante 12 horas, pero son baratos para almacenar energía durante cuatro días”.

Aire o hidrogeno

El sistema propuesto utiliza aire o hidrógeno como gases de compresión para llenar el recipiente, que puede tener la forma de una serie de globos o tanques. La fuerza de flotación la ejerce el gas, ya que tiene una densidad menor que la del agua. El recipiente está conectado al motor y al ancla, ubicada en las profundidades del océano, a través de un cable y poleas. “El cable se almacena en un cilindro conectado al motor / generador cuando se baja el recipiente de flotabilidad”, explicaron los científicos. “Las poleas también contribuyen a aumentar la velocidad de los cables y reducir las fuerzas aplicadas al motor / generador”.

El costo del cable se señala como un posible factor limitante para la tecnología en esta etapa inicial, debido a su gran longitud y la robustez que debe mostrar. El ancla, por otro lado, también debe construirse con extrema robustez, ya que debe soportar las altas fuerzas de flotabilidad creadas por el recipiente de gas. “El ancla estaría hecha de acero y atornillada al fondo del océano con un sistema similar a una plataforma petrolera”, explicó el grupo. “El peso del suelo donde se aplican las fuerzas debe ser mayor que la fuerza de flotabilidad del receptor”.

El sistema es capaz de aumentar o disminuir la velocidad del recipiente de flotabilidad dependiendo de las necesidades de almacenamiento, y una velocidad de 0.01m / s se considera ideal para minimizar las pérdidas por fricción. El recipiente debe estar construido con agujeros para permitir que el agua penetre en él cuando se baja y aumenta la presión. Cuando se eleva el recipiente, aumenta la diferencia de presión y se expulsa el agua. “Dada la rápida reducción del volumen del gas comprimido en los primeros diez a 100m desde la superficie, la instalación del sistema requiere el apoyo de un barco en la superficie para bajar el sistema a la profundidad mínima de operación y luego introducir el comprimido presurizado gas al sistema ”, explicó el equipo de investigación.

Profundidad

El sistema puede funcionar a una profundidad máxima de unos 10.000 my una presión de 1.000 bares y una profundidad mínima de unos 3.000 my una presión de 300 bares. “Si la presión mínima diseñada del sistema es menor, el volumen del gas se reducirá sustancialmente, reduciendo el potencial de almacenamiento de energía del sistema”, enfatizaron los académicos. “Si la presión mínima diseñada aumenta, la variación de altitud en la que el sistema puede operar se reduce, reduciendo el potencial de almacenamiento de energía”.

Cuando se combina con la energía eólica marina, el sistema propuesto puede almacenar electricidad a un costo de inversión de entre 50 y 100 € / kWh, mientras que, cuando se utiliza para comprimir hidrógeno, se dice que mejora la eficiencia de la compresión hasta en un 90%, según la investigación. grupo. Para lograr un costo menor, el sistema también se puede combinar con almacenamiento en batería, especialmente si los costos de capital de este último seguirán cayendo en el futuro. “Por lo tanto, la combinación de ambos sistemas ofrecerá una solución de almacenamiento de energía con bajo costo de energía almacenada ($ / MWh) y bajo costo de capacidad energética ($ / MW)”, explicó además. “[El] sistema BEST funciona lentamente, pero [puede] cargar y descargar constantemente en un ciclo semanal, mientras que la batería se carga y descarga rápidamente en un ciclo de seis a 24 horas”.

Los científicos reconocieron que este tipo de almacenamiento se ha estudiado hasta ahora a nivel teórico y que solo se llevaron a cabo pequeños experimentos a escala de laboratorio. Se destacaron Japón, Filipinas, Indonesia, Australia, Estados Unidos, México, Chile, Perú, Ecuador, Colombia, Cuba, Jamaica, Guatemala, Honduras, Brasil, Portugal, Omán, Sudáfrica, Madagascar y Somalia, Costa de Marfil y Ghana. como las ubicaciones más adecuadas para esta tecnología de almacenamiento.

Se presentó en el artículo Tecnología de almacenamiento de energía de flotabilidad: una solución de almacenamiento de energía para islas, regiones costeras, energía eólica marina y compresión de hidrógeno , publicado en el Journal of Energy Storage . El equipo de investigación incluyó a científicos de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul de Brasil; el Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), en Austria; y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Hamburgo, en Alemania.

Fuente: Pv-magazine

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