El Departamento de Empresa, Energía y Estrategia Industrial del Reino Unido (BEIS) ha concedido recientemente 350.000 libras esterlinas a un consorcio formado por el Centro de Almacenamiento de Energía de Birmingham (BCES), Aggregate Industries e Innovatium, un desarrollador de sistemas de almacenamiento de energía en aire líquido (LAES).
“La financiación se utilizará para llevar el innovador sistema Prisma (Peak Reduction by Integrated Storage and Management of Air) desde las pruebas a escala de laboratorio hasta el nivel de demostración en la fábrica de cemento Cauldon de Aggregate Industries, en Staffordshire”, afirma el BCES en un comunicado. “Este será un paso clave en el camino del sistema Prisma hacia su plena comercialización”.
Los sistemas Prisma se fabricarán en el noreste de Inglaterra, con el objetivo de instalar el primer sistema a escala industrial, detrás del contador, a principios de 2023. “A raíz de la demostración en Aggregate Industries, Innovatium ha cerrado una ronda de inversión de 900.000 libras esterlinas para el desarrollo del producto Prisma”, declaró a pv magazine el director del BCES, Yulong Ding.
El sistema LAES almacena energía térmica en forma de aire líquido para proporcionar aire comprimido in situ y funciona mediante un tanque de almacenamiento en frío de energía latente lleno de un material de cambio de fase (PCM) diseñado y probado por Innovatium, en colaboración con la Universidad de Birmingham. Se aplica en una red de aire comprimido existente operada por Aggregate Industries. Los PCM pueden absorber, almacenar y liberar grandes cantidades de calor latente en un rango de temperatura definido y se han utilizado a menudo, a nivel de investigación, para la refrigeración de módulos fotovoltaicos.
Los materiales PCM utilizados para el almacenamiento de energía en aire líquido funcionan a temperaturas criogénicas inferiores a -150 C. Almacenan y descargan enormes cantidades de energía térmica entre el ciclo de congelación y el de fusión.
“Innovatium’s trabaja actualmente con investigadores de las universidades de Birmingham y Strathclyde para desarrollar una formulación especial que no se degrade con el tiempo y sea más segura y respetuosa con el medio ambiente que las baterías convencionales”, explica Ding.
Se desarrollaron dos PCM con temperaturas de cambio de fase de alrededor de -100 C y -160 C. Los PCM son materiales compuestos, normalmente hechos de un PCM, un material de estabilización estructural y un material de mejora de la transferencia de calor.
Durante la fase de carga, que tiene lugar en las horas valle, el sistema utiliza el exceso de electricidad procedente de fuentes de energía renovables y lo almacena en forma de aire líquido mediante un proceso de licuefacción del aire. Durante este proceso, el aire líquido se comprime, se enfría mediante un almacén de frío de lecho empacado, se licua con el frío almacenado en el almacén de PCM y, finalmente, durante la descarga se expande para producir aire comprimido para la fábrica del cliente.
La energía fría del aire líquido también se almacena durante la descarga para reutilizarla en el proceso de licuefacción y reducir el consumo de energía. Esta tecnología puede aplicarse para generar electricidad en una turbina de expansión de aire cuando se combina con un almacén de calor o una fuente de calor.
El sistema Prisma utiliza como medio de almacenamiento de energía el aire líquido, que es 700 veces más denso que el aire ambiente.
“Este sistema puede proporcionar horas de aire comprimido de reserva a los consumidores industriales y actuar como un gran almacén de reserva que permite que los compresores de aire funcionen de forma más eficiente al reducir las ineficiencias de carga parcial que son comunes a todos los sistemas de aire comprimido”, subrayó Ding.
El consorcio dijo que el diseño del sistema y la integración de los equipos y componentes nunca se había intentado para el suministro de aire comprimido en un entorno industrial. El sistema completamente desarrollado tiene un coste de instalación previsto de 400 libras esterlinas/kWh.
“Innovatium señala, sin embargo, que no hay degradación ni límite para el ciclismo, lo que da un coste nivelado de almacenamiento previsto de 114 GBP/MWh. Sus comentarios del mercado sugieren que la oferta comercial sería adecuada para un PPA, especialmente si se combina con un PPA solar”, concluyó Ding. “Nuestro LCOE estimado es de 0,15 $/kWh a 0,30 $/kWh”.
En España, Highview Power, multinacional con sede en Reino Unido de soluciones de almacenamiento de energía masivo y de larga duración, anunció en mayo pasado que, con una inversión estimada de unos 1.000 millones de dólares (820 millones de euros), desarrollaría una capacidad de hasta 2 GWh con 7 proyectos de almacenamiento con aire líquido Cryobattery en Asturias, Cantabria, Castilla y León y las Islas Canarias.
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