Uno de los mayores retos a los que se enfrenta el sector energético es el almacenamiento de la energía proveniente de recursos intermitentes, como el sol o el viento. Se estima que hacia 2035, las necesidades mundiales de almacenamiento rondarán los 32 TWh, cifra considerablemente superior a la capacidad actual, que apenas llega al 3% de la energía generada. Además, el 95% de esta capacidad la suministran centrales hidráulicas de bombeo.
Es necesario, por tanto, encontrar soluciones para el almacenamiento masivo de energía que no dependan de la localización geográfica y que utilicen materiales abundantes, de bajo coste y con bajo impacto medioambiental. En ello trabaja el Instituto de Energía Solar de la Universidad Complutense de Madrid (IES-UPM). El IES está analizando diferentes aleados metálicos para almacenar la energía, y ya tiene al candidato ideal: el silicio; un material abundante (el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno), barato (menos de 2$/kg), con un calor latente enorme (1800J/g) y con un punto de fusión de 1.410ºC.
“La solución en la que trabajamos permite almacenar una cantidad enorme de energía por unidad de volumen (1 MWh/m3) y de peso (500 Wh/kg). Estos valores son 12 veces mayores que en las baterías de plomo, 4 veces la de las baterías de litio-ión y del orden de 20 veces la de las sales fundidas empleadas en los sistemas CSP (termosolares)”, explica a Energías Renovables Alejandro Datas, investigador al frente del proyecto.
Lo que plantea el IES es que el calor latente almacenado se devuelva en forma de electricidad mediante el empleo de células termo-fotovoltaicas (TPV, por sus siglas en inglés), que producen electricidad a partir de la radiación térmica que emiten las paredes de un recipiente que contiene el aleado metálico.
“A diferencia de las máquinas térmicas convencionales, que emplean fluidos como medio de transferencia del calor de la fuente térmica al generador, los convertidores TPV no requieren de contacto físico con la fuente térmica, lo cual permite trabajar a temperaturas extremadamente elevadas”, destaca Datas. Y hay más ventajas: “estos convertidores no requieren de mantenimiento ya que no tienen partes móviles y son silenciosos, de manera que podrán instalarse de forma descentralizada y cerca de núcleos urbanos. Además, la eficiencia de conversión puede llegar a ser muy alta, incluso por encima del 50%, debido a la posibilidad de reciclar los fotones no absorbidos en la célula fotovoltaica”, añade el investigador. También podrían ser utilizados para generar calor, por ejemplo para calefacción en barrios y ciudades.
Energías Renovables dedicará un amplio reportaje a este desarrollo en el próximo número de marzo. Un paso más del Instituto de Energía Solar, convertido al poco de su creación por el profesor Antonio Luque en centro de referencia mundial en la investigación en energía solar.
