Bien, últimamente he estado investigando todo este asunto del almacenamiento de energía, ¿y honestamente? Es mucho más interesante de lo que esperaba. Comenzó porque mi vecino compró paneles solares y se quejaba de que eran básicamente inútiles por la noche (obvio), pero me hizo pensar en todo el asunto.almacenamiento de bateríaángulo.
La física básica detrás de todo
Esta es la cuestión - y probablemente estoy simplificando demasiado, pero cualquier almacenamiento de energía - en realidad no crea energía de la nada. Es sólo... barajarlo. La primera ley de la termodinámica, ¿verdad? La energía no se puede crear ni destruir, sólo se puede convertir de una forma a otra. Entonces, cuando hablamos de "almacenar" energía, en realidad estamos hablando de transformarla en algo que podamos conservar por un tiempo.
Recuerdo que mi profesor de física me explicó esto con ΔU=Q + W (donde Q es el calor transferido al sistema y W es el trabajo realizado en él). En aquel momento parecía inútil, pero ahora tiene sentido. Su sistema de batería no es mágico -, toma energía eléctrica y la convierte en energía química, o energía cinética en un volante, o lo que sea. Luego, cuando necesites recuperarlo, boom, invierte el proceso.
El tema del almacenamiento de batería es probablemente el ejemplo más común en el que piensa la gente. Energía química sentada allí, esperando. Cuando necesitas electricidad, la química cambia y surge tu poder. Bastante sencillo, excepto cuando no lo es (más sobre esto más adelante porque la química de la batería se vuelve EXTRAÑA).
Por qué esto importa más de lo que piensas
Entonces, energía renovable - eólica, solar, corrientes oceánicas, todo eso. Son muy poco fiables. Quiero decir, estoy totalmente a favor de la energía verde, pero seamos honestos: al sol no le importan las horas pico de uso y el viento sopla cuando quiere. Aquí es donde el almacenamiento de energía a gran-escala cambia completamente las reglas del juego.
Sin almacenamiento, básicamente estás desperdiciando energía durante-las horas de menor actividad o cuando la producción es alta. ¿Con almacenamiento? Estás suavizando todo, haciendo que estas fuentes de energía temperamentales sean realmente viables para la red.
La parte del dinero (porque claro)
Aquí es donde se vuelve interesante para la gente común. ¿Sabes que la electricidad cuesta diferentes cantidades en diferentes momentos? ¿Precios de valle versus precios máximos? Los sistemas de almacenamiento te permiten jugar con ese sistema. Cargue cuando la electricidad sea barata (generalmente durante la noche) y luego use esa energía almacenada durante las costosas horas del día.
He estado investigando esto para mi propio lugar y los ahorros de costos son... bueno, no son revolucionarios todavía, pero están llegando a ese punto. Los edificios comerciales ya lo están haciendo de forma agresiva. Mi amigo trabaja en un rascacielos-en el centro de la ciudad y aparentemente todo el edificio se carga por la noche y funciona sin problemas durante las costosas horas de la tarde. A los contadores de frijoles les encanta.
La cuestión es que la tecnología de almacenamiento eventualmente se convertirá en estándar. No sólo para empresas - sino también para hogares. Es sólo una cuestión de cuándo la economía se desplome por completo.
Respaldo de emergencia (pero no como el generador de tu abuelo)
Aquí hay algo que realmente no había considerado hasta que profundicé: estos sistemas funcionan durante los apagones. A diferencia del generador diésel que se encuentra en su sótano y que enciende una vez al año (tal vez), los sistemas de almacenamiento de baterías son participantes activos en su sistema energético TODO el tiempo.
Durante las operaciones normales, hacen su función de arbitraje - comprando barato, vendiendo caro, esencialmente. Pero cuando la red se cae, se activan inmediatamente. Sin demoras en el arranque, sin buscar a tientas en la oscuridad el interruptor del generador. Y no estás quemando combustibles fósiles sentado esperando a que la compañía eléctrica arregle sus líneas.
Mi área tuvo tres apagones el año pasado (aparentemente la infraestructura de la red está envejeciendo, ¿quién lo sabía?), y cada vez pensaba en lo bueno que sería tener almacenamiento en línea. Netflix no se mira solo, ¿sabes?
Las cosas del panorama más amplio
El almacenamiento de energía como concepto es crucial para toda la transición a las redes inteligentes. No se puede tener generación distribuida, microrredes y vehículos eléctricos despegando por todas partes sin un almacenamiento sólido. La tecnología es una piedra angular; - si la quitas, toda la visión se desmorona.
Pero esto es lo que me molesta: todo el mundo habla del almacenamiento como si fuera un problema resuelto. "¡Solo agrega baterías!" Sí, claro. Excepto que la degradación de la batería es real, las cadenas de suministro de materiales son, en el mejor de los casos, cuestionables y las pérdidas de eficiencia durante los ciclos de carga y descarga se acumulan.
La eficiencia termodinámica es una cosa sobre el papel. ¿Rendimiento real-con variaciones de temperatura, ciclos de carga-descarga, requisitos de mantenimiento? Ahí es donde las cosas se complican. He visto afirmaciones de una eficiencia de ida y vuelta del 85-95%-para sistemas de iones de litio, pero esas son condiciones de laboratorio. Coloque ese sistema en un verano de Texas o en un invierno de Minnesota y dígame cómo funciona después de cinco años.
¿Realmente funciona?
Volviendo a la pregunta original - sí, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías funcionan. Pero el "trabajo" está haciendo un trabajo pesado allí. Funcionan en el sentido de que almacenan y liberan energía. Trabajan para hacer que las energías renovables sean más prácticas. Trabajan para proporcionar energía de respaldo y suavizar las fluctuaciones de la red.
¿Funcionan como una solución completa a todos nuestros problemas energéticos? Ni siquiera cerca. ¿Están mejorando cada año? Absolutamente. La tecnología está mejorando, los costos están bajando y las instalaciones-del mundo real están demostrando el concepto a escala.
Creo que la pregunta más interesante no es si funcionan, sino cuándo funcionarán lo suficientemente bien y a un precio suficientemente bajo para que todos tengan uno. Porque la física es sólida, la ingeniería es sólida y los incentivos económicos se están alineando. Es sólo cuestión de tiempo antes de que el almacenamiento de energía sea tan común como tener un calentador de agua en el sótano.
Aunque, sinceramente, todavía no estoy seguro de si apretar el gatillo para construir mi propia casa. El período de recuperación todavía es un poco largo para mi gusto y sospecho inherentemente de cualquier cosa de primera-generación. Quizás dentro de dos años cuando la próxima generación llegue al mercado...