La energía eólica y solar son intermitentes y generan energía cuando están disponibles y no cuando se necesitan, por lo que se necesitan grandes cantidades de almacenamiento de energía.
Las tecnologías son diversas, desde instalaciones convencionales de «grandes baterías» basadas en el litio, pasando por baterías de flujo, hasta baterías de sales fundidas, baterías de hierro-aire, baterías de gravedad o baterías de expansión de dióxido de carbono.
Cada tecnología tiene sus ventajas e inconvenientes en cuanto a eficiencia, tamaño, ubicación, costes de instalación, costes de funcionamiento, potencias de entrada y salida, longevidad y tiempo de almacenamiento de la energía.
Esto es algo bueno, ya que las diferentes soluciones cubrirán diferentes necesidades: algunas respaldan la red eléctrica durante los picos de demanda instantánea, otras suavizan las curvas diarias desajustadas entre la demanda y la oferta renovable, y otras ayudan a resolver las caídas estacionales del suministro, como cuando la energía solar disminuye durante el invierno.
Hoy hablamos de otra fuente de almacenamiento que llega desde Finlandia. Polar Night Energy presenta su primera batería de arena comercial en las instalaciones de la empresa Vatajankoski.
Cómo funciona
Se trata de un sistema de almacenamiento de energía térmica, construido en torno a un gran depósito de acero aislado (4 m de ancho y 7 de alto) lleno de arena.
Cuando esta arena se calienta, mediante un intercambiador de calor enterrado en el centro, este dispositivo es capaz de almacenar unos 8 Mwh de energía, con una potencia nominal de 100 kW, con la arena calentada a unos 500-600ºC.
Cuando se necesita, la energía se vuelve a extraer en forma de calor de la misma manera. Vatajankowski usa este calor almacenado, junto con el exceso de calor de sus propios servidores de datos, para alimentar el sistema local de calefacción urbana, que utiliza agua canalizada para transmitir el calor por la zona. Así, puede utilizarse para calentar edificios, piscinas, procesos industriales o cualquier otra situación que requiera calor.
La empresa afirma que tiene un factor de eficiencia de hasta el 99%, que es capaz de almacenar el calor con una pérdida mínima durante meses y que tiene una vida útil de varias décadas.
La arena no tiene nada de especial: la empresa dice que sólo tiene que estar seca y libre de residuos combustibles. De hecho, la empresa la considera un medio de almacenamiento de coste superbajo o incluso nulo. Todo es tan sencillo y barato que Polar Night Energy afirma que los costes de instalación son inferiores a 10 euros por kilovatio-hora, y que funciona de forma totalmente automatizada, sin consumibles, con un coste también mínimo.
La empresa afirma que también se podrá ampliar, con instalaciones de unos 20 GWh de almacenamiento de energía que produzcan cientos de megavatios de potencia nominal, y con la arena calentada hasta 1.000 °C en ciertos diseños.
Es posible crear instalaciones de almacenamiento subterráneo a granel a partir de pozos mineros en desuso, si tienen la forma adecuada. No se necesitan recipientes de alta presión y el mayor coste suele ser el de las tuberías.
Esta batería de arena, dice la empresa, tendrá su mayor impacto durante el gélido invierno finlandés.
De hecho, el medio de almacenamiento de arena sólida es el más adecuado en este caso, ya que el diseño permite múltiples «zonas» de almacenamiento de energía dentro de la arena. Es posible construir un sistema diseñado para el almacenamiento de calor a largo plazo hacia el centro del cilindro de arena, pero con ciclos de uso repetido a corto plazo más cerca de la superficie superior o del exterior. Esto sería imposible en un medio líquido como el agua o la sal fundida, ya que los líquidos se mezclarían y moverían constantemente.
