El almacenamiento de la energía eléctrica a gran escala permitirá que las energías renovables sean pronto mayoritarias

La demanda mundial de energía solar y eólica aumenta cada vez más, año a año. Desde 2009, las instalaciones de energía solar fotovoltaica a nivel mundial se han incrementado en un 40% de promedio al año y la capacidad instalada de las turbinas eólicas se ha duplicado y pronto, gracias a las tecnologías de almacenamiento a gran escala, serán las energías mayoritarias en detrimento de la energía nuclear y las energías fósiles.

Energía Eólica

El importante crecimiento de las plantas de generación de electricidad, a partir de las energías eólica y solar, ha llevado a algunas empresas eléctricas a comenzar a probar tecnologías capaces de almacenar a gran escala los excedentes de energía eléctrica que es producida por las energías renovables y que no se aprovechan. Estas tecnologías no sólo sirven para almacenar los excedentes de electricidad limpia sino también para suministrarla después según demanda, cuando la luz solar y el viento son escasos.

Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha evaluado el coste energético de las baterías y de otras tecnologías de almacenamiento de electricidad. La cuestión que se planteaba era la de saber si el suministro de electricidad debido a las energías renovables, como la energía eólica y la energía solar fotovoltaica, eran capaces de producir suficiente energía como para impulsar tanto el propio crecimiento de su propio sector de las energías renovables como el crecimiento del sector de almacenamiento de energía eléctrica.

Los estudios realizados demuestran que, en este momento, las turbinas eólicas y las instalaciones solares fotovoltaicas producen más energía de la que se consume. La pregunta clave es, ¿Cuánta energía eléctrica procedente de las energías renovables —eólica y solar— se puede almacenar a gran escala y cuánta puede ser suministrada a la red eléctrica?

Los resultados del estudio concluyeron en que, desde el punto de vista energético, el sector eólico muestra una gran capacidad de almacenamiento y que éste es suficiente como para proporcionar más de tres días de alimentación ininterrumpida a la red eléctrica. Sin embargo, el estudio o análisis también reveló que el sector solar apenas cuenta con un día de almacenamiento de energía eléctrica. Ello se debe a que se necesita más energía para la fabricación de paneles solares que para la fabricación de turbinas eólicas.

El análisis demuestra que la energía eólica que se utiliza en la actualidad para generar electricidad, incluso aunque soporte una gran cantidad de almacenamiento de electricidad a gran escala, es energéticamente sostenible. A su vez, el estudio prueba que la energía solar también puede lograr una capacidad de almacenamiento sostenible reduciendo la cantidad de energía que se necesita para fabricar las placas de energía solar fotovoltaica y las baterías de almacenamiento.

Energía Eólica marina

A lo largo de los años, la electricidad consumida ha sido mayoritariamente generada por centrales eléctricas que funcionan con carbón, gas natural o petróleo. Pero estos combustibles fósiles, que proporcionan la energía eléctrica de manera fiable, también emiten megatones de gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global.

Por el contrario, los parques eólicos y las granjas solares proporcionan energía libre de emisiones de CO2, pero sólo generan electricidad cuando sopla el viento o el sol brilla. La energía sobrante se puede almacenar para uso posterior, pero la red eléctrica de hoy tiene poca capacidad de almacenamiento, por lo que se utilizan otras medidas para equilibrar la oferta y la demanda de electricidad que desgraciadamente, suelen consistir en desaprovechar las energías renovables, desconectando los parques eléctricos y de las huertas solares a la red eléctrica.

Energía Solar fotovoltaica

En el estudio que realizó el equipo de la Universidad de Stanford se analizaron una amplia variedad de tecnologías de almacenamiento de la red eléctrica, incluidas las baterías y los sistemas geológicos de almacenamiento de energía, tales como el almacenamiento de energía que proporcionan las centrales hidroeléctricas de bombeo. En el caso de la energía eólica, los resultados fueron muy favorables.

En efecto, las tecnologías eólicas generan mucha más energía de la que consumen. El estudio demostró que el viento realmente produce suficiente excedente de electricidad como para soportar hasta 72 horas de almacenamiento en baterías o geológico. Esto sugiere que los parques eólicos podrían implementar almacenamiento de electricidad suficiente como para hacer frente a momentos de calma de viento de tres días, comunes a muchos sistemas climáticos, y aún así, proporcionar electricidad neta para el consumo .

Los resultados fueron especialmente buenos para las turbinas eólicas situadas en tierra. La energía eólica terrestre que cuenta con una capacidad de almacenamiento de tres días, utilizando centrales de bombeo, puede soportar tasas de crecimiento anual del 100% —es decir, duplicar su tamaño cada año— y, aún así, mantener excedentes de energía.

Sally Benson, coautor del estudio y profesor de ingeniería de los recursos energéticos y, a su vez, director del Proyecto “Clima Global y Energía” (Global Climate and Energy Project, GCEP) en Stanford, considera que estos resultados son muy alentadores.

Estos resultados nos demuestran que se puede crear un sistema energético que sea totalmente sostenible, que crezca y se mantenga combinando la generación eléctrica debida al viento y su posterior almacenamiento. Esto depende de la tasa de crecimiento del sector eólico, ya que cuanto más rápido crezca, mayor será la cantidad de energía eléctrica generada y que podrá ser empleada para construir nuevas turbinas, baterías y centrales de bombeo.

Energía Termosolar

Con respecto a la energía solar, el estudio reveló que algunas de las tecnologías solares, como las células de silicio monocristalino y que están creciendo tan rápido, consumen más energía de la que aportan a la red eléctrica. Además, desde un punto de vista energético, estas tecnologías no pueden soportar cualquier nivel de almacenamiento.

La mayoría de las tecnologías fotovoltaicas sólo permiten 24 horas de almacenamiento de electricidad, lo que indica que los sistemas solares fotovoltaicos permitirían un almacenamiento suficiente para abastecer de electricidad por la noche, y, de este modo, todavía habría un superávit neto de energía para que funcionara el sector fabricante de placas solares.

Una ventaja muy importante de la energía eólica sobre la energía solar es que las tecnologías eólicas tienen un enorme retorno de energía sobre la inversión. Así, en unos pocos meses, una turbina eólica genera electricidad suficiente como para pagar la totalidad de la energía que se utilizó para construirla.

Por el contrario, algunos sistemas fotovoltaicos requieren un tiempo de retorno energético de casi dos años. Esto quiere decir que, en este caso, para que la red de almacenamiento a gran escala sea sostenible se necesitará reducir sustancialmente la cantidad de combustible fósil utilizado para la fabricación de células fotovoltaicas. De cualquier modo, salvo que la corrupción política imperante lo evite, el fin de las energías fósiles, causantes principales del Cambio Climático, está próximo.

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