Investigadores de la Universidad Normal de Sichuan (China) y la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han estudiado la viabilidad técnico-económica de un nuevo sistema híbrido que integra energía fotovoltaica y almacenamiento de energía por aire líquido (LAES).
Concebidos para su aplicación a gran escala, los sistemas LAES almacenan electricidad en forma de aire líquido o nitrógeno a temperaturas criogénicas -por debajo de -150 ºC. Se cargan utilizando el exceso de electricidad para impulsar la compresión y licuefacción del aire, que luego se almacena como líquido a temperaturas próximas a -196 ºC. Para descargarse, el aire líquido se calienta y se convierte en un gas presurizado que acciona una turbina para generar electricidad.
El sistema propuesto consta de una central fotovoltaica local de 2 MW equipada con un convertidor elevador basado en el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). La instalación es capaz de generar electricidad baja en carbono con pequeñas fluctuaciones de entre 12,89 y 12,99 MWh al día.
La unidad LAES utiliza el excedente de potencia de la planta fotovoltaica y compensa la potencia de la carga local con un nivel de potencia inadecuado. La duración del almacenamiento de energía del sistema en horas valle es de 9,13 horas, y la duración de la liberación de energía en horas punta es de 6,27 horas.
En el caso del proyecto PV-LAES propuesto, los resultados muestran que el excedente de electricidad renovable de 6,73 MWh enviado a LAES se utiliza para generar 27,12 toneladas de aire líquido como reserva de energía durante el día. En este caso, la unidad LAES tiene una eficiencia de ida y vuelta del 47,4% y puede descargar una compensación flexible de energía a la carga por la noche.
Mientras tanto, la demanda de energía de la red principal se reduce significativamente en un día, de 12,78 a 3,33 MWh. Según estos datos, el ahorro anual de energía se estima en 3449,25 MWh, y la correspondiente emisión de carbono puede reducirse en 2607,63 toneladas.
En cuanto al rendimiento económico, el sistema PV-LAES presenta un periodo de amortización dinámico de 9,33 años y un beneficio neto acumulado durante el ciclo de vida de 2.260.011 dólares, según los investigadores.
Sus conclusiones se exponen en el artículo “Hybrid photovoltaic-liquid air energy storage system for deep decarbonization” (Sistema híbrido de almacenamiento de energía fotovoltaica y de aire líquido para la descarbonización profunda), publicado en Energy Science and Engineering.
“El esquema PV-LAES propuesto es económicamente viable desde el punto de vista del ciclo de vida y puede lograr una interacción energética flexible con las energías renovables locales para conseguir un sistema integrado de generación y almacenamiento de energía con bajas emisiones de carbono”, concluyen los investigadores.
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