Almacenamiento de energía Es vital para la vida moderna, ya que muchas empresas dependen de baterías para herramientas eléctricas, iluminación y equipo en sitios de trabajo. Cuando la energía de la costa no está disponible, el almacenamiento de la batería garantiza operaciones consistentes en proyectos industriales y comerciales. Exploremos cómo funciona esto.
Que es la energía & ¿Cómo se almacena?
La energía es la capacidad de trabajar y existe en dos formas principales: energía cinética y potencial.
Por ejemplo, una roca rodante tiene energía cinética de su movimiento, mientras que una roca en el borde de una colina tiene energía potencial debido a su capacidad para rodar.
La energía eléctrica se considera cinética porque siempre está en movimiento, pero se puede convertir en otras formas almacenadas de energía.
De manera similar, el agua detrás de una presa representa energía gravitacional potencial almacenada.
¿Se puede almacenar energía eléctrica?
No, no se puede almacenar electricidad directamente, pero se puede convertir en formas almacenables. Esta energía luego se puede convertir nuevamente en electricidad. Los métodos de almacenamiento de energía eléctrica incluyen volantes (mecánicos), agua elevada o pesas (gravitacionales), aire comprimido (potencial), condensadores (carga eléctrica) y los más comunes: baterías (químicos).
¿Qué es una batería?
Una batería es un dispositivo de almacenamiento que convierte la energía química en energía eléctrica. Contiene una o más celdas electroquímicas donde las reacciones químicas crean un flujo de electrones, proporcionando la corriente eléctrica necesaria para realizar el trabajo.
Las baterías funcionan como bombas de electrones, con un lado positivo (cátodo), un lado negativo (ánodo) y un electrólito Eso reacciona químicamente con ellos.
Si bien este proceso es común en todas las baterías, los diferentes tipos almacenan energía de maneras únicas.
Tipos de baterías comunes & Cómo almacenan energía
Para uso industrial y comercial, hay dos tipos principales de almacenamiento de energía de batería recargable, que difieren en rendimiento.
Baterías de plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido, de más de 170 años, son uno de los tipos de baterías recargables más antiguos.
Cada batería de 12 voltios consta de seis celdas con una mezcla de ácido sulfúrico y agua, con un terminal positivo (cátodo) y un terminal negativo (ánodo).
Cuando se descarga, el ácido sulfúrico se descompone en agua, liberando electrones para la generación de electricidad. La reacción química en la placa negativa es: Pb (S) + HSO - 4 (AQ) → PBSO4 (S) + H + (AQ) + 2E−
Durante la recarga, la energía reconstruye las moléculas ácidas para uso futuro.
Si bien es confiable y ampliamente utilizado, las baterías de plomo-ácido tienen limitaciones; Los ciclos repetidos de secreción de descarga pueden acortar su vida útil debido a la degradación activa del material.
Baterías de iones de litio
Anteriormente, hablamos de cátodos y anodes en baterías. Pueden almacenar iones de litio, y la energía se almacena y libera a medida que los iones se mueven del cátodo al ánodo a través del electrolito.
A diferencia de las baterías de plomo-ácido que utilizan la misma reacción química, las baterías de iones de litio tienen varias químicas. El 6 tipos principales incluyen óxido de litio, cobalto (LCO), óxido de litio y manganeso (LMO), óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC), óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA), titanato de litio (LTO) y fosfato de litio y hierro (LFP).
Las baterías de litio son energéticamente densas, más pequeñas, más livianas, se cargan más rápido y tienen una vida útil más larga en comparación con las baterías de plomo-ácido.
Baterías de fosfato de hierro y litio son específicamente conocidos por su larga vida útil y tolerancia al calor, lo que los hace más seguros y duraderos.
Los beneficios del almacenamiento de energía en baterías
Beneficios de una red flexible de energía limpia
El despliegue del almacenamiento de energía se está acelerando debido a su capacidad para mejorar la flexibilidad de la red, proporcionar múltiples servicios y aplicarse en diversas aplicaciones.
Los sistemas de almacenamiento se pueden integrar en la red eléctrica – desde redes de transmisión hasta edificios residenciales.
Las fuentes de energía renovables como la eólica y la solar tienen producciones variables; por lo tanto, las tecnologías de almacenamiento pueden estabilizar el suministro de electricidad al hacer coincidir la generación con la demanda.
Al cargar durante los momentos de exceso de generación y descargar durante los picos de demanda, el almacenamiento de energía maximiza el uso de energías renovables y minimiza el desperdicio. Los sistemas de baterías residenciales ayudan a las empresas de servicios públicos a satisfacer la demanda de los clientes con suministros de energía variables.
El almacenamiento también ayuda a responder a cambios repentinos en las necesidades de electricidad, garantizando la estabilidad de la red más rápidamente que las centrales eléctricas convencionales. Es particularmente importante para las zonas rurales o microrredes aisladas que dependen de soluciones energéticas locales para evitar apagones.
Beneficios comunitarios
El almacenamiento de energía puede mejorar el acceso y brindar ventajas a las comunidades de bajos ingresos que se ven desproporcionadamente afectadas por la contaminación y el cambio climático. Puede reemplazar las plantas de combustible fósil en su punto máximo – a menudo ubicados en vecindarios vulnerables que exacerban los problemas de calidad del aire durante períodos de alta demanda, como olas de calor.
Dado que el almacenamiento en baterías es más barato que las turbinas de gas, la transición desde los picos se acelerará.
Además, el almacenamiento de energía ayuda a los clientes a evitar los picos de precios al nivelar los picos de demanda similares a los aumentos de los costos de los viajes compartidos durante las vacaciones. Mejora la resiliencia de la comunidad al satisfacer las demandas máximas sin sobrecargar la red ni provocar aumentos de precios durante condiciones climáticas extremas.
Al integrar la energía generada con energías renovables en microrredes localizadas o centros de resiliencia, las comunidades obtienen un suministro de energía de respaldo durante los desastres naturales y, al mismo tiempo, reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de combustibles fósiles contaminantes.
Conclusión
Muchas personas utilizan baterías por primera vez en vehículos recreativos o en embarcaciones, donde el almacenamiento de energía confiable y seguro es esencial para la comodidad. Las baterías almacenan energía para convertirla en electricidad, mejorando nuestras vidas y brindándonos libertad. Este poder es sinónimo de libertad misma.
