Las ‘baterías’ más grandes y raras

¿Algún día necesitaremos una batería tan grande para que alimente a una ciudad?

Esa es una pregunta que los inventores han estado enfrentando durante décadas. Y resulta sorprendentemente difícil de responder. Con el ascenso de las fuentes de energía verdes como la solar y la eólica, la necesidad de almacenamiento eléctrico a escala industrial se está volviendo cada vez más vital para asegurar que haya electricidad, incluso después de que se ponga el sol o la brisa desaparezca.

Aire comprimido en una caverna

En los años 70, una empresa eléctrica alemana quiso construir una planta de almacenamiento flexible que pudiera responder a repentinos picos en la demanda de electricidad, ya que sus plantas convencionales principalmente de carbón no estaban diseñadas para elevar o bajar el suministro rápidamente. No tenía el terreno ondulante necesario para una planta hidroeléctrica, la cual puede empezar a operar mucho rápidamente cuando aumenta la demanda. Pero he aquí lo que tenía: antiguos depósitos de sal subterráneos.

Tomando prestada una técnica usada comúnmente para almacenar gas natural y petróleo en lo profundo de la tierra, canalizó agua a los lechos de sal para disolverla y crear dos cavernas a menos de un kilómetro por debajo de los verdes campos de Huntorf. La planta, que abrió en 1978, usa electricidad de la red cuando es barata porque la demanda es baja, para comprimir y almacenar aire en las cuevas de sal. Luego, cuando la demanda de electricidad aumenta, un motor impulsa el aire hacia la superficie y a un sistema de combustión, donde quema gas natural que hace girar una turbina para producir electricidad. Comprimir el aire le permite inyectar más oxígeno a las turbinas.

Sal fundida

En el desierto de Tonopah, Nevada, unos 322 kilómetros al noroeste de Las Vegas, una enorme espiral de espejos rodea a una torre de concreto de unos 55 pisos de altura. Coronada por un intercambiador de calor de 30 m formado por tubos, es la Instalación de Energía Solar de Crescent Dunes.

Es la primera planta de energía solar concentradora a escala industrial del mundo que usa sal extremadamente caliente para extender el uso de la energía solar mucho más allá del ocaso. En vez de usar paneles solares, la planta tiene más de 10.300 espejos del tamaño de vallas publicitarias que enfocan el calor del sol en el intercambiador de calor, derritiendo millones de litros de sal a 565 grados centígrados que se almacenan hasta que se necesita la electricidad. La sal puede permanecer líquida a temperaturas más altas que algunos otros fluidos como el agua, y fluye a través de un sistema de generación de vapor que impulsa una turbina, produciendo energía suficiente para 75.000 casas hasta por 10 horas después de la puesta del sol.

Ruedas giratorias

En la isla Kodiak en Alaska, la cooperativa eléctrica local recibió una solicitud inusual de la compañía de transporte que opera el puerto: ¿Podría instalar una grúa eléctrica? La compañía quería reemplazar su antigua grúa que funcionaba con diésel con una nueva eléctrica y más rápida. Sería capaz de ofrecer servicio a barcos más grandes y a pilas de contenedores más altos, haciendo más eficientes las operaciones de embarque.

Después de estudiar la propuesta y las potenciales soluciones, se decidió por el volante de inercia, que usa un rotor giratorio en un vacío que actúa como motor y generador. En operación desde 2015, el sistema usa electricidad de la red para acelerar los volantes, los cuales mantienen su velocidad a través de la inercia. Cuando la grúa se eleva, el sistema convierte el impulso de los rotores en electricidad. Y cuando la grúa desciende, recarga los volantes, recuperando la energía que los acelerará de nuevo.

Dos lagos y una gran colina

En los años 50, la necesidad de electricidad de Gran Bretaña estaba en aumento. Funcionarios de energía tuvieron una idea: hidroelectricidad bombeada. Construyeron dos lagos, uno en la cima de una colina, y otra en la base. La electricidad era de horarios pico (más barata) y bombearía agua de abajo hacia arriba. Luego, cuando la red necesitara energía, se abriría el estanque superior, enviando agua hacia abajo a través de turbinas para producir electricidad.

Después de buscar la ubicación perfecta durante dos años, se decidieron por la montaña Elidir, en las orillas del Parque Nacional Snowdonia en Gales del Norte. Tenía un lago, Marchlyn Mawr, cerca de su pico, y otro, llamado Peris”, en el fondo. Abierta en 1984, está entre las plantas más grandes de su tipo.

Un tren cargado de escombros

Hace casi una década, los fundadores de una pequeña empresa en Santa Bárbara, California, se propusieron crear un enfoque verde para almacenar energía renovable que pudiera imitar la hidroelectricidad bombeada, pero sin agua. ¿Su solución? Cargar una hilera de vagones de ferrocarril con piedras y concreto y dejar que la gravedad hiciera el trabajo. La compañía, Advanced Rail Energy Storage, probó ese concepto en Tehachapi, California, usando electricidad de un generador de diésel para subir el tren de unas 4,5 toneladas a la cima de una empinada colina. En el momento preciso, el tren rodó hacia abajo, generando electricidad con las ruedas en movimiento. La empresa recientemente obtuvo aprobación para su primer proyecto a escala comercial en Pahrump, Nevada. (I)

La necesidad de almacenamiento eléctrico a escala industrial se está volviendo cada vez más vital para asegurar que haya electricidad, incluso después de que se ponga el sol o la brisa desaparezca”.