Dispositius d'emmagatzematge d'energia industrial
Antigament, l'energia elèctrica obtinguda a les centrals hidroelèctriques es lliurava immediatament als consumidors: llums enceses, motors en marxa. Avui, però, a mesura que les capacitats de generació d'energia s'han ampliat molt, la qüestió de les maneres eficients d'emmagatzemar l'energia generada s'ha plantejat seriosament de moltes maneres, incloent-hi diferents fonts renovables.
Com sabeu, durant el dia la humanitat gasta molta més energia que a la nit. Les hores de pic de càrrega a les ciutats es troben en hores de matí i tarda estrictament definides, mentre que les centrals generadores (sobretot solar, eòlica, etc.) generen una determinada potència mitjana que varia significativament en diferents moments del dia i en funció de les condicions meteorològiques.
En aquestes circumstàncies, no és una mala idea que les centrals elèctriques tinguin algun tipus d'emmagatzematge d'electricitat de seguretat que pugui proporcionar l'energia necessària a qualsevol hora del dia. Fem una ullada a algunes de les millors tecnologies per resoldre aquest problema.
Emmagatzematge d'energia hidràulica
El mètode més antic que no ha perdut la seva rellevància fins als nostres dies. Dos grans dipòsits d'aigua estan situats un sobre l'altre. L'aigua del dipòsit superior, com qualsevol objecte elevat a una alçada, té una energia potencial més gran que l'aigua del dipòsit inferior.
Quan el consum d'energia de la central és baix, en aquest moment l'aigua es bombeja al dipòsit superior mitjançant bombes. Durant les hores punta, quan la planta es veu obligada a alimentar una gran potència a la xarxa, l'aigua del dipòsit superior es desvia a través de la turbina de l'hidrogenerador, generant així un augment de potència.
A Alemanya s'estan desenvolupant projectes d'aquest tipus d'hidroacumuladors per a la seva posterior erecció en els llocs d'antigues mines de carbó, així com al fons de l'oceà en magatzems esfèrics especialment creats per a aquesta finalitat.
Emmagatzematge d'energia en forma d'aire comprimit
Com una molla comprimida, l'aire comprimit injectat en un cilindre és capaç d'emmagatzemar energia en forma potencial. La tecnologia va ser inventada pels enginyers durant molt de temps, però no es va implementar a causa del seu alt cost. Però ja s'aconsegueixen nivells molt elevats de concentració d'energia durant la compressió de gas adiabàtic amb compressors especials.
La idea és la següent: durant el funcionament normal, una bomba bombeja aire al dipòsit i, durant les càrregues màximes, s'allibera aire comprimit del dipòsit a pressió i fa girar la turbina del generador. Hi ha diversos sistemes similars al món, un dels desenvolupadors més grans dels quals és l'empresa canadenca Hydrostar.
Sal fosa com a acumulador tèrmic
Panells solars No és l'única eina per convertir l'energia radiant del sol.La radiació solar infraroja, quan es concentra adequadament, pot escalfar i fondre la sal i fins i tot el metall.
Així funcionen les torres solars, on molts reflectors dirigeixen l'energia del sol cap a un dipòsit de sal muntat al damunt d'una torre aixecada al centre de l'estació. Aleshores, la sal fosa allibera calor a l'aigua, que es converteix en vapor que fa girar la turbina del generador.
Així, abans de convertir-se en electricitat, la calor s'emmagatzema primer en un acumulador tèrmic a base de sal fosa, tecnologia que s'ha implantat, per exemple, als Emirats Àrabs Units. Georgia Tech ha desenvolupat un dispositiu encara més eficient per a l'emmagatzematge tèrmic de metall fos.
Bateries químiques
Bateries de liti per a les centrals eòliques — Aquesta és la mateixa tecnologia que les bateries per a telèfons intel·ligents i ordinadors portàtils, només que hi haurà milers d'aquestes "bateries" a l'emmagatzematge de la central elèctrica. La tecnologia no és nova, avui s'utilitza als EUA. Un exemple recent d'aquesta planta de 4 MWh és la construïda recentment per Tesla a Austràlia. L'estació és capaç de lliurar una potència màxima de 100 MW a la càrrega.
Acumuladors químics amb fuites
Si a les bateries convencionals els elèctrodes no es mouen, a les bateries de flux els líquids carregats actuen com a elèctrodes. Dos líquids es mouen a través d'una pila de combustible de membrana en la qual té lloc la interacció iònica d'elèctrodes líquids i es generen càrregues elèctriques de diferents signes a la cèl·lula sense barrejar els líquids. Els elèctrodes estacionaris es munten a la cèl·lula per subministrar l'energia elèctrica així carregada a la càrrega.
Així, com a part del projecte brine4power a Alemanya, es preveu instal·lar dipòsits amb electròlits (solució de vanadi, aigua salada, clor o zinc) sota terra, i s'aixecarà una bateria de cabal de 700 MWh a les coves locals. L'objectiu principal del projecte és equilibrar la distribució d'energies renovables al llarg del dia per evitar talls de llum causats per la manca de vent o el temps ennuvolat.
Emmagatzematge dinàmic de super volant
El principi es basa en convertir primer l'electricitat: en forma d'energia cinètica de la rotació del súper volant, i, si cal, de nou en energia elèctrica (el volant fa girar el generador).
Inicialment, el volant s'accelera amb un motor de baixa potència fins que el consum de càrrega és màxim, i quan la càrrega arriba al màxim, l'energia emmagatzemada pel volant es pot lliurar amb moltes vegades més potència. Aquesta tecnologia no ha trobat una àmplia aplicació industrial, però es considera prometedora per al seu ús en potents fonts d'energia ininterrompuda.