1. Visión xeral
A tecnoloxía de almacenamento de enerxía pódese clasificar en termos xerais en almacenamento físico e almacenamento químico. O almacenamento físico inclúe tecnoloxías como o almacenamento hidroeléctrico bombeado, o aire comprimido, o almacenamento por volante de inercia, o almacenamento por gravidade e o almacenamento por cambio de fase. O almacenamento químico inclúe baterías de ións de litio, baterías de fluxo, baterías de ións de sodio e tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno (amoníaco).
O almacenamento de enerxía nova refírese ás tecnoloxías de almacenamento que producen principalmente enerxía eléctrica, excluíndo o almacenamento hidroeléctrico bombeado. En comparación co almacenamento hidroeléctrico bombeado, as novas tecnoloxías de almacenamento de enerxía ofrecen unha localización flexible, períodos de construción curtos, resposta rápida e diversas características funcionais.
As novas tecnoloxías de almacenamento de enerxía aplícanse amplamente en varios sectores do sistema eléctrico, cambiando profundamente as características operativas dos sistemas eléctricos tradicionais. Converteronse en instalacións indispensables para o funcionamento seguro, estable e económico dos sistemas eléctricos.
2. Almacenamento de enerxía mecánica
O almacenamento de enerxía mecánica inclúe principalmente o almacenamento de enerxía por aire comprimido e o almacenamento de enerxía no volante.
Almacenamento de enerxía por aire comprimido (CAES): o CAES utiliza o excedente de electricidade durante os períodos de baixa demanda para comprimir o aire, que se almacena e logo se libera durante os períodos de demanda máxima para xerar enerxía mediante o accionamento dunha turbina de gas. O CAES é axeitado para aplicacións a grande escala, como os parques eólicos, debido ás súas capacidades de redución de picos, pero require condicións xeográficas específicas.
Almacenamento de enerxía no volante: este método usa enerxía eléctrica para acelerar un rotor colocado no baleiro, convertendo a enerxía eléctrica en enerxía cinética para o seu almacenamento. O almacenamento de enerxía no volante caracterízase por duracións de descarga curtas e capacidades menores, o que o fai ideal para aplicacións como sistemas de alimentación ininterrompida (SAI) e regulación de frecuencia. Non obstante, a súa densidade de enerxía é relativamente baixa, mantendo a potencia só durante uns segundos ou minutos.
3. Almacenamento de enerxía electroquímica
O almacenamento de enerxía electroquímica é un campo destacado que inclúe varios tipos de baterías:
Baterías de ións de litio: a tecnoloxía de almacenamento electroquímico máis madura e amplamente utilizada, actualmente en produción a grande escala e co crecemento máis rápido e a maior cota de mercado.
Baterías de chumbo-ácido: estas baterías teñen eléctrodos feitos principalmente de chumbo e os seus óxidos cun electrolito de ácido sulfúrico. Trátase dunha tecnoloxía madura con rendemento estable, pero sofren de longos tempos de carga, alta contaminación e curtas vidas útiles.
Baterías de fluxo: Aínda na fase de aplicación de demostración, as baterías de fluxo pódense clasificar segundo os seus sistemas electrolíticos en baterías de fluxo redox de vanadio, baterías de fluxo de cinc-ferro, baterías de fluxo de cinc-bromo e baterías de fluxo de ferro-cromo. As baterías de fluxo redox de vanadio son as máis comercializadas, mentres que as outras aínda están a acelerar cara á industrialización.
Baterías de ións de sodio: estas baterías empregan a intercalación e desintercalación de ións de sodio entre o ánodo e o cátodo para cargar e descargar. A tecnoloxía de ións de sodio aínda é experimental e está a ser sometida a máis investigacións e probas.
4. Almacenamento de enerxía electromagnética
O almacenamento de enerxía electromagnética inclúe o almacenamento de enerxía magnética supercondutora (SMES) e o almacenamento de enerxía de supercondensadores, axeitados para aplicacións que requiren descarga rápida e alta potencia.
Almacenamento de enerxía magnética supercondutora (SMES): almacena enerxía eléctrica nun campo magnético con capacidades de carga/descarga rápidas e alta densidade de potencia. Malia a dispoñibilidade de produtos SMES comerciais de baixa e alta temperatura, a súa aplicación nas redes eléctricas segue sendo limitada debido ao alto custo e ao complexo mantemento dos materiais supercondutores, o que os mantén na fase experimental.
Supercondensadores: almacenan enerxía eléctrica empregando principios electrostáticos, cunha baixa resistencia á tensión do material dieléctrico. Polo tanto, os supercondensadores teñen unha capacidade de almacenamento de enerxía limitada, baixa densidade de enerxía e altos custos de investimento.
5. Almacenamento de enerxía química
O almacenamento de enerxía química refírese principalmente ás tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno. Estas converten a electricidade intermitente ou excedente en hidróxeno mediante electrólise para o seu almacenamento, que se pode volver converter en enerxía eléctrica mediante pilas de combustible ou outros dispositivos de xeración cando sexa necesario.
Segundo o documento "Development Path Research of Hydrogen Energy Storage Peak Shaving Stations" de Polaris, a eficiencia actual de xeración de enerxía dos sistemas de pilas de combustible de hidróxeno é de aproximadamente o 45 %. Tendo en conta a perda de enerxía durante a electrólise da auga, a eficiencia global do sistema de xeración de enerxía de almacenamento de hidróxeno é de aproximadamente o 35 %. Mellorar a eficiencia da conversión de enerxía é un desafío fundamental, e o desenvolvemento industrial a grande escala do almacenamento de enerxía de hidróxeno require un tempo considerable.
