Almacenamiento con CO2 supercrítico

Este estudio se basa en un trabajo  de investigación de la UPM que  propone una nueva configuración de Almacenamiento de Energía Térmica por Bombeo (PTES:  Pumped Thermal Electricity Storage) que funcionacon CO2 supercrítico como fluido de trabajo y sales fundidas como fluido de almacenamiento térmico.

Introduccion

El futuro del mercado energético plantea una nueva situación. Una cantidad razonable de las plantas de generación no es gestionable, lo que hace que su suministro dependa de factores externos, principalmente climáticos. Esta situación es el caso de las dos tecnologías con mayor crecimiento en los últimos años: los parques eólicos y los campos solares, cuya producción depende de la intensidad del viento y de la irradiación solar . Hoy en día, las redes eléctricas gestionan la relación generación-consumo regulando la producción de las centrales para adaptarla a la curva de demanda.

Para ellos  se pueden utilizan centrales eléctricas que puedan variar fácil y rápidamente su producción, como las centrales de ciclo combinado o las hidroeléctricas. Sin embargo, el primero emite gases nocivos y el segundo requiere una inversión importante y sólo puede instalarse en lugares concretos y dispersos.

Sin embargo, si la cuota de renovables aumenta, la capacidad de gestión de los reguladores de la red disminuye hasta resultar insuficiente, por lo  que se necesitas sistemas de almacenamiento de la energía

Un sistema PTES (Pumped Thermal Energy Storage)  puede almacenar la producción variable de electricidad renovable cuando sea necesario, creando así un recurso firme y gestionable.  Este producto es adecuado para energía eólica o solar con desplazamiento temporal para coincidir mejor con la demanda máxima con una capacidad energética mejorada y un tiempo de respuesta inmediato.

SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

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Almacenamiento en sistemas de potencia (ordenados de menor a mayor capacidad):  

-  Supercondensadores

-  Volantes de inercia

-  Baterías electroquímicas

-  Baterías de flujo. Superconductores

-  Aire comprimido: CAES (Compressed Air Energy Storage) 

-  Almacenamiento térmico.   PTES (Pumped Thermal Energy Storage)  

-  Bombeo  hidroeléctrico. PHS ( Pumped Hidroelectric Storage)

Ventajas de PTES (Pumped Thermal Energy Storage)  

- Puede instalarse casi en cualquier lugar. (a diferencia del bombeo hidráulico)

- Su rendimiento no disminuye tras una larga secuencia de carga y descarga ( a diferencia de las baterías químicas)

-  El tamaño de sus componentes no supone problemas logísticos en su transporte y permite un fácil escalado energético

- La tecnología con  el 59,63% de eficiencia y los costes  de 0,116 €/kWh hacen de esta tecnología una fuerte candidata a ser la solución energética del futuro.

Ventajas del CO2  supercrítico:

- El CO2 es un fluido barato , ( 10 veces más barato que el Helio), es abundante.

- No es tóxico y muy conocido tanto sus propiedades termodinámicas  como su manejo y transporte.

-  Tiene una alta densidad  cerca del punto crítico que es que permite  crítico es que permite que las turbomáquinas sean mucho más pequeñas y compactas, más sencillas y con muchas menos etapas.

− Para situar el CO₂ cerca del punto crítico, es preciso un ciclo presurizado, por lo que se resuelven los problemas de infiltración.

− Buen rendimiento a pequeña escala (alrededor de 50 MW eléctricos), mientras que la los ciclos de vapor sufren una gran disminución de la eficiencia con el tamaño.  Este  ciclo que mantiene un  elevado rendimiento aunque se reduzca el  tamaño.

− Buena estabilidad térmica y niveles de corrosión bajos, o no excesivamente elevados, con los materiales utilizados. 

Principio de funcionamiento

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