La energía solar es una fuente de energía renovable limpia y abundante que puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático. Sin embargo, la energía solar también es variable e incierta, es decir, depende del tiempo y de la hora del día. Esto plantea un desafío para las zonas con escasez de electricidad, donde la energía confiable y asequible es esencial para el desarrollo y el bienestar humano.
Tecnologías de almacenamiento de energía.: una solución clave
Una forma de superar la variabilidad y la incertidumbre de la energía solar es almacenarla cuando sea abundante y utilizarla cuando sea necesaria. El almacenamiento de energía puede ayudar a suavizar los picos y caídas en la demanda y el suministro de electricidad, así como proporcionar energía de respaldo en caso de fallas de la red o emergencias.
Existen diferentes tipos de tecnologías de almacenamiento de energía que se pueden utilizar con energía solar, como por ejemplo:
Baterías: Estos dispositivos convierten la energía química almacenada en energía eléctrica. Se pueden utilizar a diferentes escalas, desde el hogar hasta el nivel de la red, y en los últimos años se han vuelto más baratos y eficientes. Por ejemplo, la instalación de almacenamiento de energía de Moss Landing en California, EE. UU., es el sistema de almacenamiento de energía con batería más grande del mundo hasta el momento, con una capacidad de 300 megavatios.
hidrobombeo: Este método consiste en bombear agua cuesta arriba en momentos de baja demanda de energía y liberarla a través de turbinas para generar electricidad en momentos de alta demanda. Es la forma de almacenamiento de energía más utilizada, especialmente para aplicaciones a gran escala. Se espera que la energía hidroeléctrica, incluido el almacenamiento por bombeo, siga siendo la mayor fuente mundial de generación de electricidad renovable.
Almacenamiento de energía térmica: Esta técnica consiste en almacenar calor o frío en materiales como agua, sales fundidas, hielo o materiales de cambio de fase. Puede utilizarse para proporcionar calefacción o refrigeración a edificios o procesos industriales, o para producir electricidad mediante turbinas de vapor o motores térmicos. Se prevé que el almacenamiento de energía térmica triplicará su tamaño para 2030.
Almacenamiento de energía mecánica: Este enfoque aprovecha el movimiento o la gravedad para almacenar electricidad. Los ejemplos incluyen volantes, aire comprimido y sistemas basados en gravedad. Estas tecnologías pueden proporcionar una respuesta rápida y flexible a las fluctuaciones de la red y los problemas de calidad de la energía.
Tecnologías de almacenamiento de energía.: un desafío clave
Si bien el almacenamiento de energía puede ofrecer muchos beneficios para integrar la energía solar en áreas con escasez de electricidad, también enfrenta muchos desafíos. Algunos de estos incluyen:
Costo: Las tecnologías de almacenamiento de energía siguen siendo caras en comparación con las centrales eléctricas convencionales basadas en combustibles fósiles. El coste del almacenamiento de energía depende de varios factores, como el tipo, tamaño, ubicación y aplicación de la tecnología. El costo nivelado de almacenamiento (LCOS), que mide el costo promedio por unidad de electricidad entregada por un sistema de almacenamiento durante su vida útil, varía ampliamente entre diferentes tecnologías y regiones.
Actuación: Las tecnologías de almacenamiento de energía tienen diferentes características en términos de capacidad energética, capacidad energética, eficiencia, vida útil e impacto ambiental. Estos afectan su idoneidad para diferentes propósitos y escenarios. Por ejemplo, las baterías pueden proporcionar una salida de alta potencia durante períodos cortos, mientras que la bomba hidroeléctrica puede proporcionar una salida de baja potencia durante períodos prolongados. Además, algunas tecnologías de almacenamiento de energía pueden degradarse con el tiempo o perder eficiencia debido a ciclos o autodescargas.
Fiabilidad: Las tecnologías de almacenamiento de energía deben ser lo suficientemente fiables para satisfacer la demanda de electricidad en zonas con escasez de electricidad, donde los cortes de energía pueden tener graves consecuencias para la salud, la educación y las actividades económicas. Sin embargo, la confiabilidad del almacenamiento de energía depende de la disponibilidad y calidad del recurso solar, así como del diseño y operación del sistema. Por ejemplo, un estudio de Tong et al. descubrió que incluso con una transmisión perfecta y una generación anual igual a la demanda anual, pero sin almacenamiento de energía, los sistemas con uso intensivo de energía solar solo podrían satisfacer la demanda de electricidad de los países en el 48–79% de las horas (en comparación con el 72–91% de los sistemas con uso intensivo de viento). ). Agregar 12 horas de almacenamiento podría aumentar este rango al 65–88% para sistemas con uso intensivo de energía solar (y al 83–94% para sistemas con uso intensivo de viento), pero aún así dejaría cientos de horas de demanda insatisfecha al año.
Conclusión
La energía solar y el almacenamiento de energía pueden desempeñar un papel importante a la hora de proporcionar energía limpia y sostenible a zonas con escasez de electricidad. Sin embargo, también enfrentan muchos desafíos técnicos, económicos y sociales que deben abordarse. Por lo tanto, se necesita un enfoque holístico e integrado que considere no sólo los recursos solares y eólicos, sino también otras fuentes renovables como la hidroelectricidad, la geotermia y la biomasa; así como otras soluciones como gestión de la demanda, reducción y agregación regional. Además, el desarrollo del almacenamiento de energía debe estar alineado con las necesidades y preferencias de las comunidades locales, así como con los impactos ambientales y sociales de las tecnologías.