4D-Lab icon

Almacenamiento de energía - E

A B C D E F G J

Almacenamiento: Taller sobre energía eólica.

Por: Asociación Empresarial Eólica, España

Almacenamiento: Taller sobre energía eólica."Almacenamiento de energía química para aplicaciones eólicas.

En una reacción química donde es factible absorber energía eléctrica en un sentido y entregarla en otro, entonces la reacción sería útil para el almacenaje de la energía eléctrica.

La que suscita actualmente un mayor interés tecnológico en el almacenamiento de energía eléctrica es el hidrógeno-oxígeno.

Ambos constituyen la molécula de agua (H2O) y pueden obtenerse de ella mediante electrólisis (descomposición por electricidad). La posterior combinación de ambos (H2 + O2) para formar agua devuelve parte de la energía absorbida en la electrólisis previa.

La ventaja del par H2-O2 sobre otros reside en que sólo es necesario almacenar el hidrógeno, ya que el oxígeno puede tomarse de la atmósfera de la que forma parte en un 20%."

Almacenamiento de Electricidad.

Por: Infografía: Juan Emilio Serrano, Textos: Manuel Irusta / El Mundo

Almacenamiento de electricidad."Actualmente, en nuestro mundo, la necesidad cotidiana de emplear los aparatos eléctricos o los medios de transporte requiere la utilización creciente de unos sistemas que nos permitan conseguir electricidad de una forma fácil, cómoda y duradera. Muchos de los aparatos que normalmente usamos funcionan con pilas y condensadores que almacenan pequeñas cantidades de esa energía. Estos dispositivos, gracias a sus diferentes componentes, producen corriente eléctrica cuando se conectan a un circuito y se distinguen principalmente en dos tipos (pilas secundarias y primarias), en función de que sean o no recargables.

Pilas Recargables. Cuando se descargan, las pilas secundarias o acumuladores pueden recargarse de nuevo para su uso posterior. Para ello, la corriente eléctrica pasa en sentido opuesto al normal e invierte las reacciones químicas, de manera que el producto que genera la electricidad vuelve a su forma original. Actualmente, el acumulador de Planté sigue empleándose en coches, camiones y aviones."

Almacenamiento y Nuevos Materiales en las Energías Renovables.

Por: Red Energía y Medio Ambiente (Remar)

Almacenamiento y nuevos materiales en las energías renovables."El desarrollo de nuevos materiales que puedan sustituir a los actuales, como por ejemplo la sustitución de Silicio en los paneles solares por Germanio (semiconductor mucho más eficiente pero que debido a las dificultades para ser cortados y a su precio solo son utilizados en ámbitos muy restringidos como por ejemplo la NASA).
La mejora de la transmisión de calor o electricidad en fluidos energéticos o materiales superconductores mediante la aplicación de nanotecnologías o la utilización de materiales de cambio de fase, tecnologías ambas que actualmente están siendo objeto de numerosas investigaciones.

Otro campo en los que los nuevos materiales tienen especial importancia es en el del almacenamiento de la energía, y dentro de este campo destacan las nuevas baterías como las de Cinc – Aire o Litio – Azufre que en el futuro quizás puedan sustituir ventajosamente a las de ión Litio actuales. Dentro de este campo igualmente hay que destacar los desarrollos sobre condensadores basados en polímeros ferroeléctricos que presentan una mayor capacidad de almacenamiento y son mucho más ligeros que los actuales basados en materiales cerámicos."

Capacidad y Dieléctricos: Almacenamiento de Carga y Energía Electrostática.

Capacidad y dieléctricos: Almacenamiento de carga y energía electrostática."Condensador: dispositivo que almacena carga y energía eléctrica.

Capacidad del condensador cociente entre carga y voltaje.

La capacidad depende de la forma, el tamaño y el material del que esta hecho el condensador.

Energía potencial eléctrica almacenada en el condensador = trabajo realizado para cargarlo.

El condensador almacena carga y energía."

Energías Renovables y Almacenamiento de Energía.

Por: Red Enrique Soria Lascorz, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), España

Energías renovables y almacenamiento de energía."Un escenario verosímil en 2025-2030:
Escasez y altos precios del petróleo (transporte)

Fin de la vida útil de las plantas nucleares en funcionamiento (electricidad).

Percepción directa de los efectos sobre el ambiente.

¿Qué hacer?:
Gas natural: la solución a corto plazo (electricidad).
Biocombustibles + vehículos eléctricos (transporte).
Solar + eólica + Hidráulica + otras renovables.
Carbón limpio (?) (CCS).
Reactores nucleares avanzados (Gen. III and IV).
Fusión (no disponible en estos plazos)."

Guía del Almacenamiento de Energía.

Por: Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid, España

Guía del almacenamiento de energía."Volantes de inercia.
En estos dispositivos la energía eléctrica se almacena como energía cinética. Se componen de un eje central que mueve un rotor y un volante de inercia. Almacenan  la energía de forma cinética mediante la aceleración del rotor y del volante a una velocidad muy alta y liberan energía al invertir el proceso de carga, empleando el motor como generador.

Los sistemas modernos de volante están compuestos por un cilindro de gran rotación con cojinetes de levitación magnética que eliminan le desgaste y prolongan la vida útil del sistema. Para aumentar la eficiencia, el volante se utiliza en un entorno de baja presión para reducir la fricción con el aire."

Sistemas de Almacenamiento de Energía Embarcados en los Trenes.

Por: Pedro Estévez Irizar, Construcción y Auxiliar de Ferrocarriles S.A., España

Sistemas de almacenamiento de energ�a embarcados en los trenes."Las ultracapacidades, súper condensadores, o condensadores electroquímicos de doble capa (EDLC, Electrochemical Double Layer Capacitor), son condensadores de doble capa que almacenan energía electrostática cuando existe un potencial entre dos electrodos sumergidos en un electrolito. Aunque sea un elemento electroquímico, no existe reacción química en el almacenamiento de energía. Su mecanismo es totalmente reversible y se puede cargar y descargar cientos de miles de veces. La capacidad y densidad de energía de estos dispositivos es de miles de veces mayor que las de los condensadores electrolíticos.

Los electrodos se suelen construir con materiales de carbono poroso. El electrolito puede ser tanto acuoso como orgánico. Los acuosos tienen menor densidad de energía debido a su menor tensión, pero son más baratos y funcionan en un rango de temperatura mayor. Las ultracapacidades asimétricas, que usan un metal en uno de los electrodos, tienen una densidad de energía significativamente mayor que las simétricas, y además una menor corriente de fugas.

Comparadas con las baterías, las ultracapacidades tienen menor densidad de energía, pero proporcionan mayor potencia (capacidad de realizar cargas y descargas rápidas) y tienen una larga vida útil, ya que al no depender de reacciones químicas no tienen efecto memoria y pueden realizar decenas de miles de ciclos."

Sistemas de Almacenamiento de Energía en la Infraestructura Ferroviaria.

Por: José Conrado Martínez Acevedo, Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF), España

Sistemas de almacenamiento de energía en la infraestructura ferroviaria."El transporte es el primer consumidor de energía del país (por encima de los “hogares” e “industria”): 40,7% del consumo final energético (2004). El transporte es igualmente responsable de la mayor cantidad de CO2 emitido a la atmósfera en España, y de las emisiones contaminantes emitidas en las zonas que afectan a la población. Según la OCDE, el transporte es responsable del 36% de las emisiones mundiales de CO2 y, en una década, las emisiones del transporte han aumentado un 43%. El consumo de energía para el transporte y las emisiones asociadas, no solo son importantes sino que son fuertemente crecientes: El peso del consumo de energía para el transporte ha pasado en España del 25,7% del total en 1985 al 41% en 2004. El consumo absoluto se ha multiplicado por 1,87 en estos años: ha pasado de 19,6 Gtep a 36,7 Gtep.

El transporte tiene una gran dependencia de los derivados del petróleo y de las fuentes no renovables de energía. Ello agrava el problema de la alta cantidad de energía consumida y de su ritmo de crecimiento. Únicamente los ferrocarriles eléctricos y el transporte por tubería pueden evitar de forma significativa el consumo de derivados del petróleo, pero no debe olvidarse que el 4,7% de la electricidad del sistema peninsular en 2004 se produjo con derivados del petróleo, y el 64% con fuentes de energía no renovables (petróleo, carbón, gas.). Estos son valores medios, pero cualquier incremento del tráfico (y de la demanda de electricidad) producirá un consumo marginal caracterizado por el mayor peso en la generación del petróleo, del carbón y del gas natural."

Sistemas Electroquímicos y Nanotecnología para el Almacenamiento de Energía Limpia.

Por: Juan Bisquert, Universidad de Física Aplicada en el Departament de Ciències Experimentals, Universitat Jaume I, de Castelló.

Sistemas electroquímicos y nanotecnología para el almacenamiento de energía limpia."Mientras que los condensadores electrostáticos se han empleado durante más de un siglo como acumuladores de energía, sus bajos valores de capacidad les han limitado tradicionalmente a aplicaciones de baja potencia como componentes en circuitos analógicos. En los últimos años, la habilidad de construir materiales de gran área interna y electrodos de baja resistencia, así como la comprensión de los procesos que ocurren en la superficie del material, ha dado lugar a la posibilidad de condensadores que acumulan mucha más energía los condensadores electroquímicos de alta potencia, comúnmente denominados supercondensadores.

Las placas de los supercondensadores se construyen con varios tipos de materiales electroactivos: carbono, polímeros conductores, óxidos metálicos, de gran superficie interna. El almacenamiento de carga eléctrica ocurre mediante la acumulación de iones en la superficie interna, que forman una doble capa eléctrica en combinación con los electrones en el material conductor. Normalmente se emplea un electrolito líquido y un separador que impide el contacto electrónico entre las placas pero permite el flujo de iones durante la carga y descarga. El electrolito líquido limita el dominio de voltaje de estabilidad de los supercondensores."

Tecnologías de Almacenamiento de Energía.

Por: D. Ignacio Cruz, Rble. Unidad Energía Eólica. División Energías Renovables, Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Tecnologías de almacenamiento de energía."Aire comprimido.
Básicamente es convertir la energía eléctrica de origen eólico en energía almacenada mediante la compresión de aire dentro de un depósito o cueva.

Con emisiones: El aire comprimido posteriormente se calienta mediante la combustión de otro combustible (gas) y se expande en una turbina produciendo energía eléctrica y calor reutilizable.

Emisiones 0: Sistema adiabático. Este aire comprimido se calienta mediante el calor extraído al aire en la compresión. (En este caso hace falta algún sistema de almacenamiento de energía térmica)."