Una nueva tecnología de baterías almacena electricidad de fuentes renovables para garantizar la autosuficiencia europea
Uno de los mayores desafíos que afrontan las comunidades que producen y consumen (prosumidores) su propia energía renovable es la naturaleza intermitente de esta, ya que depende de las condiciones del viento o las horas de luz. La solución pasa por asociar la producción con una tecnología de baterías, pero, en la actualidad, esto depende en gran medida del litio y el cobalto importados de Asia. El proyecto EnergyKeeper, financiado con fondos europeos, diseñó, construyó y probó una nueva batería de flujo sostenible, escalable y competitiva en cuanto a costes que se basa en materiales activos redox ecológicos. «Potenciamos el paso de la tecnología de una batería de flujo redox (BFR) basada en electrolitos ecológicos del laboratorio a un prototipo», afirma Virginijus Radziukynas, coordinador del proyecto. Los miembros del consorcio diseñaron, construyeron y probaron una BFR sin metales de 30 kW con 100 kWh de capacidad en un entorno real. «El sistema de gestión interoperable de la batería facilitó la integración inmediata de la batería en una red inteligente. Un sistema de control de red inteligente recién desarrollado, que incluye dispositivos de medición avanzados, permitió la interacción fiable de las fuentes de energía renovable, la BFR, los cargadores de vehículos eléctricos y los consumidores de electricidad variable», añade Tobias Janoschka, responsable técnico del proyecto. Por otro lado, EnergyKeeper desarrolló modelos de negocio para comunidades de consumidores y prosumidores con BFR. «Su lógica de negocio se trasladó a la lógica operativa en la red y se validó en las instalaciones de pruebas. Por último, formulamos una serie de recomendaciones para la política energética europea que reflejan las soluciones del proyecto», comenta Radziukynas.
Nuevos materiales desarrollados
Los socios del proyecto mostraron la primera instalación del mundo de una BFR sin metales en una red inteligente en las instalaciones de pruebas ACRRES en Lelystad (Países Bajos). La prueba de la batería de tamaño real demostró que las baterías de flujo sin metales ya están preparadas para su uso generalizado en la ejecución de proyectos de infraestructuras de energía modernas. La arquitectura de red inteligente desarrollada y su sistema de comunicación, supervisión y control garantizaron una interacción óptima entre el controlador de la red local y el sistema de gestión de la batería. «La tecnología de la batería se desarrolló considerablemente para acercarla al umbral comercial como un sistema de almacenamiento escalable, sostenible y competitivo en cuanto a costes», señala Olaf Conrad, responsable de explotación del proyecto. La investigación empleó un modelo de dinámica computacional de fluidos electroquímicos para facilitar la predicción de las características de la BFR como una función de las propiedades de los materiales activos, el flujo del electrolito y las densidades de corriente. Según Janoschka: «El modelo mostró que el flujo era uniforme a lo largo de casi toda la longitud de los electrodos estudiados y que el flujo que se separaba en distintas celdas también era relativamente uniforme. También desarrollamos nuevos materiales ecológicos activos que sustituirán a los metales de la batería convencional».
La respuesta de Europa
El uso de BFR sin metales y su interoperabilidad en una red inteligente allanará el camino para la industrialización de esta tecnología innovadora y así Europa dependerá menos de las baterías de litio y cobalto de Asia, ya que todos los componentes de la batería —incluso los materiales de almacenamiento activo— pueden fabricarse en Europa. Esto repercutirá positivamente a lo largo de toda la cadena de fabricación y producción de electricidad. La batería es adecuada para comunidades que quieran explotar la energía que producen y consumen, así como aplicar modelos de negocio de la energía. «Las BFR escalables conectadas a redes de tensión media o baja incrementarán la flexibilidad, la controlabilidad y la capacidad de almacenamiento en beneficio de los operadores de red y las empresas energéticas», apunta Radziukynas. Se prevé que, a medio plazo, surgirán comunidades de almacenamiento colectivo con BFR ecológicas y sin metales. «Al agregar sus cargas (carga de la batería) y generación (descarga de la batería), las comunidades entrarán en los mercados al por mayor, minorista, de balance y de servicios auxiliarles, e incluso en los transfronterizos y de comercio entre iguales», concluye Radziukynas.
Palabras clave
EnergyKeeper, red inteligente, energía renovable, litio, cobalto, sistema de gestión de baterías, batería de flujo redox
