La empresa noruega SINTEF ha desarrollado un sistema de almacenamiento de calor basado en materiales de cambio de fase (PCM) para apoyar la producción fotovoltaica y reducir los picos de demanda. El contenedor de la batería contiene 3 toneladas de biocera líquida a base de aceite vegetal y actualmente supera las expectativas en la planta piloto.
El instituto de investigación independiente noruego SINTEF ha desarrollado una batería basada en PCM capaz de almacenar energía eólica y solar como energía térmica utilizando una bomba de calor.
Los PCM pueden absorber, almacenar y liberar una gran cantidad de calor latente dentro de un rango de temperatura determinado. Se utilizan a menudo en investigación para enfriar y mantener calientes los módulos fotovoltaicos.
“Una batería térmica puede usar cualquier fuente de calor, siempre que el refrigerante la suministre y la retire”, explicó el investigador Alexis Sewalt a pv. “En este caso, el agua es el medio de transferencia de calor, ya que se adapta bien a la mayoría de los edificios. Nuestra tecnología también se puede utilizar en procesos industriales utilizando fluidos de transferencia de calor presurizados, como el dióxido de carbono presurizado, para enfriar o congelar procesos industriales”.
Los científicos colocaron lo que llaman una "biobatería" en un contenedor de plata que contenía 3 toneladas de PCM, una biocera líquida a base de aceites vegetales. Se dice que se derrite a temperatura corporal y se transforma en un material sólido y cristalino cuando se enfría por debajo de los 37 grados Celsius.
Esto se logra mediante 24 placas amortiguadoras que liberan calor en el agua de proceso y actúan como portadores de energía para desviarlo del sistema de almacenamiento —explicaron los científicos—. El PCM y las placas térmicas juntas hacen que Thermobank sea compacto y eficiente.
El PCM absorbe mucho calor, cambiando su estado físico de sólido a líquido, y luego libera calor a medida que el material se solidifica. Las baterías pueden entonces calentar agua fría y liberarla a los radiadores y sistemas de ventilación del edificio, proporcionando aire caliente.
“El rendimiento del sistema de almacenamiento de calor basado en PCM fue exactamente el esperado”, afirmó Sevo, señalando que su equipo lleva más de un año probando el dispositivo en el laboratorio ZEB, gestionado por la Universidad Noruega de Investigación (NTNU). “Aprovechamos al máximo la energía solar del edificio. Además, el sistema resultó ideal para el llamado recorte de picos de demanda”.
Según el análisis del grupo, cargar biobaterías antes del momento más frío del día puede ayudar a reducir significativamente el consumo de electricidad de la red y, al mismo tiempo, aprovechar las fluctuaciones de los precios al contado.
Como resultado, el sistema es mucho menos complejo que las baterías convencionales, pero no es apto para todos los edificios. Al ser una tecnología nueva, los costos de inversión siguen siendo elevados, afirmó el grupo.
La tecnología de almacenamiento propuesta es mucho más simple que las baterías convencionales porque no requiere materiales raros, tiene una larga vida útil y requiere un mantenimiento mínimo, según Sevo.
“Al mismo tiempo, el coste unitario en euros por kilovatio-hora ya es comparable o inferior al de las baterías convencionales, que aún no se producen en masa”, afirmó, sin especificar detalles.
Otros investigadores de SINTEF han desarrollado recientemente una bomba de calor industrial de alta temperatura que utiliza agua pura como fluido de trabajo, cuya temperatura alcanza los 180 grados Celsius. Descrita por el equipo de investigación como «la bomba de calor más caliente del mundo», puede utilizarse en diversos procesos industriales que utilizan vapor como portador de energía y, según su creador, puede reducir el consumo energético de una instalación entre un 40 % y un 70 % gracias a su capacidad para recuperar el calor residual a baja temperatura.
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No verás nada aquí que no funcione bien con arena y retenga el calor a temperaturas más altas, de modo que se pueda almacenar y producir calor y electricidad.
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