Almacenamiento de energía solar:El almacenamiento térmico como solución para el sector industrial

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Aprovechar la energía del sol: especialmente en regiones y países con alta radiación solar, la energía del sol se ha utilizado durante mucho tiempo para generar energía en forma de electricidad o calor. En vista de la transición energética y la actual crisis del gas, las fuentes de energía renovables, como la energía solar, también están asumiendo cada vez más protagonismo en el sector industrial. Sin embargo, especialmente en este contexto, surge rápidamente la cuestión de la fiabilidad del suministro; al fin y al cabo, el sol no brilla las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Por lo tanto, la capacidad de almacenar energía solar es esencial para descarbonizar el sector industrial y suministrarle energía de manera fiable las 24 horas del día.

Integración de sistema: De qué manera los generadores de energía y los operadores de red se benefician del almacenamiento de energía solar

La energía solar juega un papel decisivo en la consecución de los objetivos climáticos. En Alemania, por ejemplo, la participación de las energías renovables en la combinación energética total aumentará al 80 por ciento para 2030. El objetivo es un suministro de energía fiable, flexible y sostenible. Para que esto tenga éxito, se necesita una integración completa del sistema, desde la generación renovable, pasando por la conexión a la red, hasta los consumidores finales.

El almacenamiento de energía es un componente importante en este contexto. Al almacenar la energía solar, se puede utilizar de forma diferida, de modo que se puedan equilibrar los picos de producción y garantizar un suministro de energía flexible y fiable. Con sistemas de almacenamiento de energía térmica como ThermalBattery™ de ENERGYNEST, el exceso de energía solar puede almacenarse en forma de calor y utilizarse como parte del acoplamiento sectorial en el contexto del suministro de calor. Los proveedores de energía pueden así maximizar sus ingresos almacenando energía verde no utilizada previamente y usándola, por ejemplo, como calor de proceso verde en la producción industrial. Los operadores de red también se benefician del almacenamiento de energía renovable: Al equilibrar los picos de producción, las redes existentes se pueden usar de manera más eficiente. Además, se evitan los cargos por compensación de red.

Uso de la energía solar en el sector industrial: Fotovoltaica, energía térmica & centrales solares

Una cosa es cierta: La transición energética plantea retos importantes para las empresas. En concreto, en las industrias que hacen un uso intensivo de energía, los costes crecientes de la electricidad y el gas ya se han notado profundamente en los últimos años, y la situación ha empeorado considerablemente a raíz de la guerra en Ucrania. Además de la energía eólica, la energía solar es, por lo tanto, extremadamente relevante para el sector industrial para romper con la dependencia de las fuentes de energía fósiles e impulsar la electrificación. Existen varios sistemas para aprovechar la energía solar.

Fotovoltaica

Los sistemas fotovoltaicos generan energía eléctrica con células solares. El voltaje de CC resultante es convertido por un inversor en corriente alterna, que luego puede usarse directamente o alimentar a la red eléctrica pública. Así, las empresas pueden asegurar su propio suministro de energía con energía verde económica e incluso generar ingresos adicionales. En combinación con los sistemas de almacenamiento de energía térmica, también pueden utilizar la energía como calor de proceso o vapor, asegurando así el suministro de su producción incluso después de la puesta del sol.

CST: Concentración Solar Térmica

Además de la tecnología fotovoltaica más popular para la generación de electricidad, la tecnología de concentración solar térmica (CST) se utiliza para generar calor. A diferencia de la tecnología fotovoltaica, en cuyo contexto se genera tensión eléctrica en las células solares, los llamados espejos parabólicos se utilizan para concentrar el calor del sol y convertirlo en calor. Con una temperatura controlable entre 50 y 430 grados centígrados, este tipo de generación de calor también es adecuado para gran parte del sector industrial. Si un sistema solar térmico se combina con un sistema de almacenamiento de energía que convierte el calor en vapor y lo libera según sea necesario, es posible incluso garantizar un suministro completo de plantas industriales, también de noche.

CSP: Concentración de Energía Solar

La energía del sol también se puede utilizar en plantas de energía solar. Con la llamada concentración de energía solar (CSP), el almacenamiento de energía ya es posible. Hasta la fecha, ha ido común utilizar sistemas de almacenamiento de energía con sales fundidas en este contexto. Sin embargo, el almacenamiento en forma de aceite térmico ofrece a las empresas una solución mucho más económica. Aquí, el aceite térmico es calentado por la radiación solar concentrada, almacenado y convertido en vapor que impulsa una turbina para generar electricidad. De esta forma, la electricidad puede estar disponible cuando sea necesaria, por ejemplo, fuera de las horas punta. Por lo tanto, las plantas de CSP se vuelven mucho más flexibles.

Almacenamiento de energía solar: Una comparación entre el almacenamiento de calor en hormigón y la sal fundida

Los sistemas de almacenamiento de energía ayudan a las empresas a compensar la producción fluctuante de las plantas solares. Con la ayuda de los sistemas de almacenamiento térmico, las empresas industriales pueden obtener electricidad de bajo costo de la red y, respectivamente, producir energía solar o calor en sus propias plantas cuando el sol brilla y almacenarlo como calor. Existen varios métodos para almacenar el calor generado por la luz solar, por ejemplo, en forma de sal fundida o mediante almacenamiento térmico en hormigón. Ambas tecnologías ya se están llevando a la práctica.

Los sistemas de almacenamiento de energía térmica como la ThermalBattery™ ofrecen una serie de ventajas decisivas, especialmente en comparación con los sistemas de almacenamiento convencionales que utilizan sales fundidas. En comparación con los tanques de aceite y las sales fundidas, la ThermalBattery™ tiene una relación precio-rendimiento significativamente mejor: Por ejemplo, los gastos de inversión para la ThermalBattery son un 40 por ciento más bajos en comparación con un sistema que utiliza sal líquida para el almacenamiento de calor. En términos de costes operativos, la ThermalBattery™ tiene una ventaja de precio de aproximadamente el 80 por ciento. El funcionamiento de los sistemas de sales fundidas también es significativamente más exigente, ya que la sal debe mantenerse a altas temperaturas constantes para que permanezca líquida. En contraste, tanto los costos de mantenimiento como la complejidad de la ThermalBattery™ son significativamente más bajos, ya que el núcleo de la batería no requiere mantenimiento y requiere un coste operativo inferior o inexistente. Además, el diseño modular de la batería proporciona una mejor escalabilidad y una fácil instalación en el sitio.

Almacenamiento de energía solar: ejemplo práctico

La ThermalBattery™ ya se está utilizando en la práctica: En las instalaciones de producción de Avery Dennison Performance Tapes en Bélgica, ayuda a continuar la producción de manera fiable después de la puesta del sol una vez que la generación de calor se cambia de gas natural (GN) a concentración solar térmica (CST).

 

Aquí, el exceso de energía térmica del sistema CST se almacena en la ThermalBattery™ y se libera como vapor de proceso cuando es necesario, también por la noche. Esto permitirá que la planta reduzca aún más sus emisiones, lo que, en combinación con la transición a la energía solar, contribuirá a que la empresa implemente su objetivo de reducción del 70 por ciento para 2030 y logre la neutralidad climática para 2050.

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