La fotovoltaica aislada con almacenamiento por bombeo podría producir un LCOE de 0,053 dólares/kWh

Investigadores del Instituto Nacional de Tecnología de la India han propuesto una combinación de energía fotovoltaica aislada y de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (PHS), basada en pozos abiertos, como una forma viable de llevar la energía renovable a regiones remotas de los países en desarrollo.

Los científicos dijeron que la solución propuesta no incluye el despliegue de ningún tipo de almacenamiento químico, que se considera peligroso para muchos países en desarrollo, ya que no disponen de tecnologías avanzadas para el reciclaje. Las baterías deben cargarse y descargarse durante largos períodos de tiempo y a menudo son fuentes de fallos en los sistemas fotovoltaicos autónomos de las zonas remotas, donde los reemplazos y las reparaciones pueden ser extremadamente problemáticos.

En cambio, el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (PHS) es una tecnología bien establecida y madura con un impacto ambiental insignificante, aunque tiene algunos problemas, como la necesidad de agua.

“Esta tecnología es fiable, prometedora y eficiente con la capacidad de suministrar energía continua”, dijeron los investigadores. “En cuanto al coste del PHS, es uno de los dispositivos de almacenamiento de energía de menor coste/kWh. Su eficiencia oscila entre el 65% y el 87% y su vida útil es de entre 40 y 60 años.”

El sistema sin inversor consiste en un generador de energía solar acoplado a un motor de corriente continua para proporcionar electricidad a una bomba de agua que extrae agua de un pozo a un tanque PHS. “La capacidad de este tanque está hecha para almacenar la cantidad deseada de agua necesaria para el funcionamiento continuo del sistema”, dijeron.

Luego se construye un segundo tanque más grande en el suelo, cerca de los pozos abiertos, a una mayor elevación. “Su función es recibir el agua del tanque de agua, y mantener la cabeza de la picoturbina hidráulica y la descarga constante durante todo el funcionamiento del sistema”, explicaron los científicos. “La bomba de agua y el generador de turbina hidráulica (HTG) están montados sobre dos cimientos fuertes separados, que están construidos ligeramente sobre la superficie del agua dentro del pozo abierto”.

El sistema puede almacenar energía cuando la producción supera la demanda, pero también de manera continua, a lo largo de todo el día, cuando la bomba de agua es alimentada por el conjunto fotovoltaico. Toda la electricidad generada se utiliza para el almacenamiento de agua en forma de energía potencial. Esto se utiliza luego para la generación de energía eléctrica durante el día y la noche. Después de pasar por el HTG, el agua se descarga en el pozo abierto de nuevo y el ciclo se puede reiniciar.

El grupo indio dijo que el sistema propuesto puede tener un costo nivelado de energía (LCOE) de 0,053 dólares/kWh, con un período de recuperación de 18,81 años y un ciclo de vida previsto de unos 50 años. Sin embargo, los científicos dijeron que estas estimaciones pueden variar de un país a otro y de una región a otra dentro de los países. Se pueden aplicar técnicas de optimización para mejorar aún más la eficiencia y reducir los costos, dijeron.

Describieron el sistema en “Generación ininterrumpida de energía sostenible a voltaje constante mediante energía solar fotovoltaica con almacenamiento por bombeo”, que se publicó recientemente en Sustainable Energy Technologies and Assessments.