¿Por qué es difícil el almacenamiento de energía?€ €

¿Por qué es difícil el almacenamiento de energía?

Nuestra capacidad para generar energía renovable está aumentando todo el tiempo. Proporciona un gran complemento ecológico a las tecnologías convencionales de generación de energía. Sin embargo, si las energías renovables algún día van a valerse por sí mismas, entonces hay un tema importante que debe considerarse; Almacen de energia.

Los paneles solares no son efectivos por la noche. Las turbinas eólicas necesitan ciertas condiciones climáticas para funcionar a su máxima capacidad, y no hay garantía de que esto ocurra cuando más se necesita energía. Solo los generadores hidroeléctricos son lo suficientemente confiables como para proporcionar una «carga base» constante de energía limpia, y se «aumentan» rápidamente hacia arriba y hacia abajo para adaptar el suministro de electricidad a la demanda.

Si queremos que las fuentes intermitentes produzcan toda nuestra energía, entonces necesitamos una forma de almacenar su producción cuando sea alta, de modo que tengamos energía para complementar nuestro suministro en momentos en que la energía eólica y solar no generen lo suficiente. Existen numerosas tecnologías de almacenamiento, pero implementarlas a la escala de nuestra demanda de electricidad es problemático.

Entonces, ¿por qué es difícil el almacenamiento de energía?

A menudo pensamos en la electricidad como si fuera una sustancia. Después de todo, lo generamos en centrales eléctricas y lo enviamos por todo el mundo a través de cables. Esto parece similar a cómo distribuimos el agua, la bombeamos a la tubería por un extremo y sale por el otro. Esto sugiere que, al igual que el agua, deberíamos poder poner electricidad en un almacén de algún tipo y conservarla para usarla más adelante.

Desafortunadamente, este no es el caso. La corriente eléctrica no es una sustancia, sino un proceso, específicamente el flujo de una carga eléctrica a través de un material conductor.

En lugar de pensar en la electricidad como un flujo de agua a través de una tubería, piense en ella más como el movimiento de la cadena de una bicicleta. La cadena está ahí tanto si giramos los pedales como si no. Pero no se mueve hasta que le aplicamos una fuerza. Es el proceso de movimiento de la cadena lo que hace girar las ruedas de la bicicleta y hace que se mueva.

La electricidad funciona de la misma manera. Un cable consta de material conductor con muchas partículas cargadas, llamadas electrones, dentro de él. Cuando ponemos en marcha un generador y «producimos» electricidad, en realidad estamos haciendo que estos electrones fluyan a través del cable, formando una corriente. Esta corriente se puede usar para trabajar en cualquier punto del circuito, siempre que el generador siga usando energía para mantener las partículas cargadas en movimiento.

Esto significa que la electricidad se utiliza eficazmente tan pronto como se produce. Podemos transmitirlo a largas distancias construyendo circuitos más largos, conectados por millas de cables de alimentación. Pero no somos Realmente enviando cualquier cosa de un extremo del cable al otro, solo estamos haciendo que los electrones comiencen a moverse en cada punto a lo largo de él.

Esto significa que la única forma de almacenar la energía que impulsa un circuito eléctrico es convertirla en una forma diferente. Hay muchas formas de hacer esto, desde baterías hasta volantes. Todos se basan en el mismo principio; Encuentre un proceso a través del cual pueda poner energía en un sistema, pero que nos permita mantenerla allí con poca pérdida. Esta energía se puede volver a extraer de este sistema y utilizarla para generar otra corriente eléctrica.

Una de las formas más intuitivas de hacer esto es también una de las mejores. Podemos usar energía para levantar un objeto pesado, dejarlo en un lugar alto y luego recuperar gran parte de la energía de levantamiento dejándolo caer nuevamente. Una de las mejores formas de hacerlo es con centrales hidroeléctricas de bombeo.

Podemos generar una corriente eléctrica utilizando la energía del agua que fluye para hacer girar una turbina. Todo lo que necesitamos es un volumen de agua lo suficientemente grande, que fluya a través de una gota suficiente. La gravedad acelera el agua y convertimos esa energía gravitacional en trabajo girando una rueda hidráulica. Almacenamos energía en este sistema haciendo lo contrario, bombeando agua cuesta arriba y almacenándola en un depósito grande. Posteriormente podremos utilizar esta agua para volver a generar electricidad.

La conversión de energía nunca es 100% eficiente. Así que nunca sacamos la misma cantidad de energía que introducimos. Normalmente, una central hidroeléctrica de bombeo tiene una eficiencia de alrededor del 70-85%. Aproximadamente el 99% del almacenamiento de energía a gran escala del mundo lo proporcionan actualmente las centrales hidroeléctricas de bombeo.

Ya sea que estemos almacenando energía gravitacional en una central hidroeléctrica, energía química en una batería o energía cinética en un volante, el principio es el mismo. Usas electricidad para poner energía en un sistema cuando está disponible, luego usas esa energía para generar electricidad nuevamente. Se están desarrollando numerosas tecnologías de almacenamiento diferentes, y una combinación de ellas puede algún día permitirnos utilizar energía 100% renovable.

Referencias

Publicación sobre economía verde: descripción general de las diferentes tecnologías de almacenamiento

Hydro World: almacenamiento hidroeléctrico bombeado

Crédito de la imagen: Lightning Strike, John Fowler a través de Flickr

Más información sobre el almacenamiento de energía en Energia Etc.

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