6.4 Almacenamiento Y Transporte De La Energía Térmica

6.4 Almacenamiento y transporte de la energía térmica. El almacenamiento de energía térmica es clave para la viabilidad de la energía solar térmica y para mejorar el aprovechamiento del calor residual de muchas industrias. En el caso de las plantas termo solares, el objetivo es almacenar la energía solar durante el día y aprovecharla durante la noche o cuando no luce el sol y mantener así una producción de electricidad constante. Por otro lado, las plantas industriales, de cogeneración y las centrales térmicas pueden mejorar su eficiencia y competitividad al instalar tecnologías de acumulación de energía térmica que, además, les permiten ser más respetuosas con el medio ambiente. La necesidad del almacenamiento de energía viene dada por el desfase que existe entre la generación y el consumo de la energía. Ya que este desfase es debido a la aleatoriedad de producción de las energías renovables y a los ciclos de consumo de energía, es necesario almacenarla para su aprovechamiento. En la sociedad actual existen picos de consumo de energía a lo largo del día que deben ser cubiertos; se requeriría un sobredimensionado enorme e innecesario de las plantas de generación el producir toda la energía en el momento que se consume, perdiendo así también eficiencia en la producción (actualmente así está diseñado el sistema, sobredimensionado para poder hacer frente a la máxima demanda posible). Estas plantas de generación no podrían estar basadas en energías alternativas, ya que como se ha indicado, su producción algunos casos es aleatorio. Solamente con centrales de energía no renovable podríamos suplir tal demanda. El objetivo fundamental de la energía para que pueda resultar de utilidad es la necesidad de que se encuentre a nuestra disposición cuando sea requerida. Por ejemplo, la energía que se está presente en los enlaces químicos de los combustibles fósiles puede transformarse rápidamente en otras formas de energía, mientras que la energía térmica se disipa con mucha facilidad. Además, una ventaja clara de los combustibles fósiles es que siempre están situados de forma concentrada en yacimientos localizados, de donde serán extraídos (es necesaria la distinción entre yacimientos que existen y yacimientos que son económicamente rentables). Es común encontrar yacimientos que por falta de desarrollo tecnológico actual no podrán ser explotados porque económicamente no son viables. Las energías renovables se caracterizan por su deslocalización y baja intensidad con la que aparecen. Como ventajas ante esta situación tenemos

la posibilidad de explotar estos recursos en múltiples puntos geográficos y la improbabilidad de que caiga en el monopolio actual en el que se encuentra el petróleo. La deslocalización permite crear una red de almacenamiento dispersa por multitud de puntos en una zona y distribuir fácilmente la energía producida, o también construir grandes plantas como se hace tradicionalmente para su tratamiento. Sin embargo, una desventaja importante es que las energías renovables dependen de los flujos naturales, por ello su producción no se ajusta en muchos casos al momento de su requerimiento. Es en este punto donde nos damos cuenta de la importancia del almacenamiento de la energía para sacar el máximo partido a las instalaciones productoras de energías renovables. Almacenamiento por sales fundidas: La sal es un elemento ideal para almacenar calor debido a su fácil disponibilidad y a su gran capacidad de retención de calor, por lo que esta tecnología permite acumular energía a altas temperaturas. Las sales más utilizadas son mezclas de nitratos de sodio, potasio y calcio que funden al calentarse por encima de los 240 º C. Esta tecnología es la más empleada en las plantas termo solares ya que permite llegar a temperaturas de operación de más de 550º C. Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica (ASET): Este tipo de almacenamiento está ampliamente extendido por la alta capacidad calorífica y el buen aislamiento térmico de los materiales que componen el subsuelo. Existen diferentes tipos en función del lugar empleado como almacén: 

Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica en Acuíferos (ASETA): el calor se acumula en acuíferos existentes en las capas del subsuelo. La energía puede almacenarse a baja temperatura (menos de 100º C).

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Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica en Sondeos (ASETB): la energía térmica se almacena empleando un intercambiador de calor terrestre que consiste en una serie de tubos de polietileno en forma de “U” que se instalan en el interior de los sondeos o perforaciones.

La elección del tipo de almacenamiento se puede realizar basándonos en los siguientes factores: 

Factor energético: o Rendimiento del dispositivo de almacenamiento. o Vida útil del sistema: números de ciclos de carga y descarga. o Uso del

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sistema: salida del sistema de almacenamiento instalado. o Cantidad de energía que se requiera almacenar. o Almacenamiento a corto o largo plazo. Factor económico: o Precio por kW del sistema de almacenamiento. o Precio por kW del sistema de transformación. Factor social: o Repercusiones que dicho sistema de almacenamiento tenga sobre las personas de su alrededor o que vayan a consumir dicha energía posteriormente. Factor ambiental: o Repercusiones que ocasione sobre el medio ambiente, ya sea por su fabricación o por su utilización e instalación.

La energía solar es una fuente de energía que depende del tiempo; para una amplia gama de aplicaciones las necesidades de energía dependen también del tiempo, pero en forma distinta del suministro de energía solar, por lo que el desfase entre los períodos de disponibilidad de la energía solar y los períodos de consumo, requieren de alguna forma de almacenamiento. El almacenamiento de energía solar se tiene que realizar teniendo en cuenta, - El tipo de colector solar Las unidades de almacenamiento - Los aparatos de conversión (tales como acondicionadores de aire o motores), cargas, suministros de energía auxiliares o suplementarios, etc - Los sistemas de control. Las características y el COP de cada uno de estos elementos están relacionados con la temperatura; en un proceso termo solar de generación de potencia, el sistema de almacenamiento de energía térmica provoca una gran diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del fluido, lo que a su vez implica una baja temperatura de entrada en la máquina térmica y, por lo tanto, un bajo COP de ésta y de toda la instalación. La capacidad de almacenamiento óptimo de la energía solar es función de su disponibilidad.