Reducción del espacio ocupado por el almacenamiento de energía
El almacenamiento de energía en baterías es una tecnología fundamental para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y construir un futuro con bajas emisiones de carbono. La forma en que se genera la energía renovable es muy diferente a la de los combustibles fósiles, porque en el caso de las renovables, no se puede producir energía a demanda. El carbón puede quemarse en cualquier momento cuando se necesita electricidad; la energía eólica y solar dependen de que sople el viento y brille el sol. La energía solar plantea un problema particular: no puede generarse durante el periodo de máxima demanda energética, la noche.
Esta diferencia crucial impulsa la necesidad de almacenamiento de energía en baterías. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías son dispositivos electromecánicos que almacenan energía en baterías para liberarla a una tasa y en un momento determinados. De este modo se desacopla el momento de la generación del momento de consumo, lo que permite suministrar energía cuando los usuarios la necesitan. Los sistemas de almacenamiento de energía son esenciales para alcanzar los objetivos de energía limpia, ya que permiten un mejor aprovechamiento de los recursos renovables, al tiempo que mejoran la fiabilidad de la red y la estabilidad de los precios.
Además de sus aplicaciones en la red eléctrica, el almacenamiento de energía también se utiliza en entornos comerciales e industriales para mejorar la fiabilidad en la disponibilidad de energía y reducir costes al emplear la energía almacenada en los momentos en que la electricidad de la red resulta especialmente cara. Las viviendas particulares o pequeñas comunidades también pueden utilizar sistemas de almacenamiento de energía para lograr una mayor independencia energética y sostenibilidad ambiental al conectarlos con recursos energéticos distribuidos, como la energía solar en tejados.
nVent ofrece una amplia gama de soluciones que permiten a los clientes mejorar el rendimiento, la seguridad y la fiabilidad de los sistemas de almacenamiento de energía. Nuestras soluciones de conexión a tierra, conexión equipotencial, conexión eléctrica y armarios ayudan a establecer conexiones seguras entre racks de baterías, convertidores de potencia e inversores, además de proteger estos sistemas frente a posibles interrupciones. Nuestros conductores de baja tensión y las soluciones de refrigeración también aportan resiliencia y aumentan la flexibilidad de diseño en los sistemas de almacenamiento de energía, lo que permite a los ingenieros reducir el espacio de las instalaciones.
¿Por qué necesitan los sistemas de almacenamiento de energía reducir su espacio ocupado?
La Agencia Internacional de Energías Renovables estima que para 2050 el 90 % de la electricidad mundial podría proceder de fuentes renovables. Esto requerirá un aumento masivo en la generación de energía renovable. Incluso con el desarrollo de tecnologías renovables más eficientes en el uso del espacio, la huella física de la generación renovable deberá aumentar de forma considerable para alcanzar los objetivos de energía limpia. Reducir el espacio ocupado por las instalaciones de almacenamiento de energía permite destinar más superficie a generar energía en lugar de almacenarla.
La reducción del espacio ocupado también es fundamental en aplicaciones como la recarga de vehículos eléctricos (VE). A medida que los VE son más habituales en las carreteras de todo el mundo, la construcción de la infraestructura necesaria para atenderlos se ha convertido en una prioridad clave. Con más vehículos utilizando estaciones de recarga, los ingenieros que desarrollan la infraestructura para VE pueden no contar con suficiente espacio físico para atender la demanda sin sistemas de almacenamiento de baterías más compactos. Del mismo modo, en aplicaciones comerciales y residenciales puede que no sea posible modificar la distribución de los edificios para dar cabida a grandes sistemas de almacenamiento de energía a medida que se incorporan fuentes renovables y sistemas de almacenamiento in situ.
Consideraciones de diseño y tecnología para reducir el espacio ocupado
Por todas estas razones, reducir el espacio ocupado por las instalaciones de almacenamiento de energía es fundamental. Incluso con los avances tecnológicos que han reducido el tamaño de las propias baterías, las instalaciones de almacenamiento de energía con baterías necesitan la infraestructura adecuada para poder colocar muchas de ellas en proximidad. La mejor manera de reducir el espacio ocupado en el almacenamiento de energía es minimizar al máximo el espacio utilizado para cualquier elemento que no sean las propias baterías.
Una de las principales preocupaciones al colocar baterías muy juntas es el calor que generan. La experiencia de nVent con la refrigeración líquida en centros de datos nos sitúa en una posición idónea para ofrecer soluciones a este reto. La refrigeración líquida es más eficiente que la refrigeración por aire porque el líquido tiene una mayor capacidad de transferencia térmica y puede acercarse más a la fuente de calor que el aire. Habrá muchas oportunidades de aplicar la refrigeración líquida en sistemas de almacenamiento de energía para gestionar las cargas térmicas derivadas del aumento de la densidad de potencia.
La refrigeración líquida funciona en aplicaciones de almacenamiento de energía mediante un enfriador que bombea fluido refrigerado a través del sistema en un circuito cerrado, con un control de precisión que ajusta la temperatura del fluido y los caudales para maximizar la eficiencia. Al aumentar la capacidad de refrigeración de los sistemas de almacenamiento mediante refrigeración líquida, los fabricantes de módulos de baterías pueden colocar más baterías más juntas y aumentar la capacidad de potencia de sus instalaciones sin incrementar el espacio ocupado.
Ahora bien, incluso con una refrigeración adecuada, las baterías deben conectarse entre sí y a la red eléctrica o a la aplicación que alimenten. Las soluciones tradicionales de cableado, aunque adecuadas en ciertos casos, pueden resultar difíciles de usar cuando la reducción del espacio ocupado es una prioridad, ya que a menudo no cuentan con un radio de curvatura seguro lo bastante reducido para permitir giros cerrados en espacios pequeños. En estas situaciones, los conductores flexibles, como los embarrados flexibles y las pletinas trenzadas de la marca nVent ILSCO, ofrecen mayor flexibilidad de diseño gracias a su menor sección transversal y a los requisitos mínimos de radio de curvatura. Además, estas soluciones pueden prefabricarse para ahorrar tiempo y mano de obra en las instalaciones.
¿Qué viene después?
La demanda de almacenamiento de energía seguirá creciendo a medida que aumenten las inversiones gubernamentales en infraestructuras en todo el mundo, se extiendan las microrredes y los vehículos eléctricos se generalicen. Reducir el espacio ocupado por los sistemas de almacenamiento de energía será un desafío para los fabricantes de módulos de baterías, las compañías eléctricas o los edificios comerciales, entre otros. Anticiparse a estos retos y desarrollar tecnologías para reducir el espacio ocupado permitirá a las empresas de almacenamiento de energía adelantarse a la competencia. Revisar las conexiones eléctricas y el enfoque de refrigeración es un excelente punto de partida.