Conclusiones clave
- Una empresa finlandesa ha instalado una batería de arena en un pueblo de Finlandia.
- La energía se almacena como calor en la arena durante meses, que se utiliza para calentar el agua que se canaliza a los residentes durante los inviernos.
- Con el aumento de la producción de energía renovable, las soluciones económicas de almacenamiento son la necesidad del momento, sugieren los expertos.
La energía verde es más que solo generación. Encontrar mecanismos eficientes y respetuosos con el medio ambiente para almacenar toda esa energía limpia es igual de importante.
Incluso mientras los investigadores están trabajando para convertir los rascacielos en baterías gigantes, Polar Night Energy (PNE) en Finlandia ha instalado la primera batería de arena comercial, que puede almacenar energía durante varios meses, para calentar los hogares en invierno cuando aumenta la necesidad de energía.
“La producción de fuentes de energía renovables como la eólica y la solar es muy volátil y solo se superpone parcialmente con el consumo en el tiempo”, explica el PNE en su sitio web. “Nuestra tecnología proporciona una manera de refinar excedentes de electricidad baratos y limpios para convertirlos en calor valioso de una manera asequible para utilizarlos cuando más se necesitan”.
Con los pies en la tierra
En pocas palabras, una batería de arena convierte la electricidad en calor, que luego almacena para su uso posterior. La arena no solo es uno de los medios más baratos para almacenar calor, sino que también es muy eficiente y pierde poco con el tiempo.
A diferencia de una batería de iones de litio, una batería de arena utiliza calentamiento resistivo para aumentar la temperatura ambiente, que luego se transfiere a la arena con la ayuda de un intercambiador de calor. La arena tiene una temperatura de fusión muy alta, cientos de grados Fahrenheit. Es importante destacar que la arena puede almacenar energía térmica durante meses, lo que convierte a las baterías de arena en una solución viable de almacenamiento a largo plazo.
PNE ha erigido la primera batería comercial de arena en una pequeña empresa de energía en la ciudad de Kankaanpää, en el oeste de Finlandia. La batería adopta la forma de un silo que se llena con unas 100 toneladas de arena.
Actualmente, la batería alimenta el sistema de calefacción central del distrito. Según PNE, cuando se requiera, el aire caliente de la batería se puede utilizar para calentar agua, que luego se bombea a las oficinas y viviendas del barrio.
La batería de arena finlandesa tiene una potencia calorífica de 100 kW y una capacidad total de almacenamiento de 8 MWh. Según la compañía, la batería cuesta menos de $10 por kilovatio-hora y, una vez que está operativa, puede durar "decenas de años".
… la economía depende de los costos de capital del sistema donde las tecnologías de almacenamiento de energía térmica se muestran prometedoras.
Además de esto, PNE también tiene un piloto de prueba operativo más pequeño de 3 MWh en Hiedanranta, Tampere, que está conectado a una red de calefacción urbana local y proporciona calor para un par de edificios. La empresa utilizó este piloto para probar, validar y optimizar la solución de batería de arena. El proyecto piloto obtiene parte de su energía de un conjunto de paneles solares de 100 metros cuadrados y el resto de la red eléctrica tradicional.
Solución a largo plazo
El mayor esfuerzo para maximizar la generación de energía verde renovable en todo el mundo tiene a los investigadores buscando soluciones innovadoras para almacenar esta energía para su uso posterior.
Si bien las baterías químicas tradicionales hechas con litio y otros minerales pueden reutilizarse para esta tarea, no son sostenibles ni rentables a largo plazo, cuando una gran parte de la electricidad se generará a partir de fuentes renovables, argumenta PNE.
Además de PNE, varios otros investigadores están explorando el uso de baterías de arena como medio de almacenamiento de energía. El proyecto ENDURING del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EE. UU. ha creado con éxito un prototipo de una solución de almacenamiento de energía térmica que utiliza arena como medio de almacenamiento.
El investigador de NREL, Patrick Davenport, dijo que el proyecto ENDURING ayudó a demostrar un camino claro para superar el 50 % de eficiencia de ida y vuelta. La eficiencia de ida y vuelta especifica el porcentaje de electricidad que se almacena y luego se recupera. Cuanto mayor sea la eficiencia de ida y vuelta, menos energía se perderá en el proceso de almacenamiento.
Esto es importante ya que las baterías de arena son buenas para almacenar y liberar calor, pero no son muy eficientes cuando se trata de devolver energía a la red eléctrica, observa la BBC informando sobre la batería finlandesa.
En un intercambio de correo electrónico con Lifewire, Davenport afirmó que, aunque la eficiencia de ida y vuelta de las baterías de arena no es comparable con las baterías químicas modernas, como las de iones de litio, compensan con creces la pérdida al ser altamente escalable, y por sus costos de capital extremadamente bajos.
"Con la perspectiva de un bajo costo regular de la electricidad (gratuita o incluso de pago a veces), la eficiencia de ida y vuelta se vuelve menos importante", afirmó Davenport. "En cambio, la economía depende de los costos de capital del sistema donde las tecnologías de almacenamiento de energía térmica se muestran prometedoras".
