Marco Togniazzolo

El almacenamiento, como es sabido, ha ocupado un lugar destacado en las instalaciones de sistemas de suministro de energía. Más que un componente del sistema, el almacenamiento es el protagonista de la solución, ya que no sólo potencia las soluciones sino que también hace viables las instalaciones en muchos casos. La inversión del flujo, la restricción, el recorte y la PLD horaria son algunos factores que, en sí mismos, justifican el uso de baterías para almacenar energía para su uso cuando y como sea necesario, pero el uso creciente de baterías va mucho más allá de estos. El almacenamiento aumenta la previsibilidad del sistema eléctrico y reduce significativamente la dependencia de la operación de plantas de energía térmica costosas y contaminantes, que todavía hoy se utilizan durante los períodos de máxima demanda para garantizar el suministro de electricidad a los centros de consumo. Además de ofrecer una respuesta casi inmediata a las variaciones en la demanda de consumo –algo que las centrales térmicas no pueden conseguir–, el uso de baterías también reduce los costes de producción de electricidad, reduce los impactos ambientales, mejora la estabilidad de la red y aporta la seguridad necesaria al sector eléctrico. Es lógico entonces pensar que, si el sistema eléctrico es dinámico y sus necesidades son cada vez mayores y diversas, las baterías deben seguir el ritmo de dichos movimientos. En gran medida, este razonamiento es correcto y está claro que el desarrollo de soluciones de baterías cada vez más eficientes, con mayor densidad energética y aún mayor seguridad, es la gran búsqueda de los fabricantes de células, baterías y sistemas. Para analizar las tendencias y trayectorias que están tomando estos componentes, utilizaremos datos y hechos obtenidos en las visitas a tres ferias internacionales celebradas este año. Las ferias de sistemas de almacenamiento de energía en Beijing y SNEC en Shanghai, ambas en China, e Intersolar en Munich, Alemania. Si en estas tres ferias no hemos visto novedades ni lanzamientos que nos sorprendieran como en años anteriores, creemos que los caminos que están tomando las empresas son los de mejorar equipos que ya existen en el mercado y ya se están utilizando en las instalaciones. Hablando de células, desde hace algunos años vemos que la búsqueda de mayor capacidad de almacenamiento es el camino que están siguiendo las industrias. Las celdas con capacidades cada vez mayores para componer bancos de baterías igualmente más grandes han sido un tema recurrente en las ferias comerciales de los últimos años. Hace unos años, las células de litio que antes almacenaban 50Ah o 75Ah ya han dado paso a las células de 128Ah de hace 2 años, llegando a las células de 280Ah del año pasado y que ya están siendo sustituidas por células de 314Ah e incluso mayores. Esto significa que las células están almacenando más energía porque la necesidad de almacenamiento ha aumentado en todo el mundo. Las células de fosfato de hierro y litio siguen siendo la mayoría en el mercado, pero he estado siguiendo de cerca el rápido avance de las células de iones de sodio entre otras tecnologías. El aumento de la capacidad celular no significa necesariamente que sea al mismo ritmo que el aumento de la densidad energética, es decir, una célula con el doble de capacidad que su predecesora no tiene la mitad de su volumen ni de su peso. La densidad no ha aumentado tanto como la oferta de capacidad. La tecnología tiene sus límites, y entiendo que los aumentos de densidad han sido menores cada año, lo que sugiere que nos estamos acercando al límite impuesto por la química utilizada. Una preocupación de la industria ha sido la extracción de calor del interior de las celdas, ya que cada reacción química en las celdas de litio produce calor, algunas más que otras, pero todas producen este aumento de temperatura que puede comprometer el rendimiento e incluso la seguridad de la batería. Para reducir este problema de extracción de calor, las industrias han mejorado en la creación de sistemas y soluciones y aquí es donde entra en juego el enfriamiento de celdas con el uso de líquidos, lo que hace que el intercambio de calor sea mucho más eficiente que el intercambio con aire, incluso aire acondicionado. Esta solución ya se utiliza ampliamente en módulos celulares y sistemas BESS de varias marcas. Otra tecnología que está cobrando impulso y convirtiéndose en un aliado de la seguridad y eficiencia celular es el uso de electrolitos sólidos (estado sólido). El electrolito es uno de los componentes internos de las celdas que permite el intercambio eficiente de electrones entre los electrodos y, hasta ahora, era mayoritariamente líquido o gel. Al adoptar el electrolito en forma sólida, tanto la eficiencia de carga o descarga como la seguridad aumentan varias veces. Más que el intercambio o surgimiento de diversas tecnologías, las industrias están invirtiendo en soluciones que ya están más maduras. ¿Tenemos baterías de flujo? Sí, al igual que las baterías de arena u otros tipos, pero la superioridad de las LFP y Na+ es clara. Poner más energía en las células (incluso en las de mayor tamaño) plantea un problema grave. Si algo sale mal, ¿cómo manejas tanta energía? ¿Cómo se pueden proteger las instalaciones de una cantidad tan grande de energía? Para ayudar a solucionar estos problemas, los sistemas de almacenamiento se han apoyado en BMS (Battery Management System), los circuitos electrónicos que controlan, monitorean y protegen el funcionamiento de las celdas, implementados con recursos de Inteligencia Artificial (IA) para asegurar que los problemas se detecten antes y que las acciones de mitigación sean más rápidas y precisas. La IA también ha contribuido a una mayor vida útil de estos sistemas de almacenamiento y a un mejor control sobre ellos, proporcionando una mayor eficiencia al sistema en su conjunto. Todos estos avances están viniendo acompañados de una caída drástica de los precios de las células, y en consecuencia de las soluciones de almacenamiento. En un año el precio se ha desplomado cerca de un 25% y sigue cayendo, aunque con menor fuerza. En resumen, la tecnología continúa avanzando y cada día se introducen e implementan mejores soluciones. Y Brasil, con su enorme potencial para aplicaciones de almacenamiento, todavía apuesta por lo que se presenta en ferias de todo el mundo. Todavía tenemos acceso a nuevas tecnologías y los fabricantes e integradores nos presionan cada vez más para que el uso de baterías sea cada vez más popular.

Marco Togniazzolo

Artículos publicados

¿Hacia dónde se dirigen las células y baterías de litio y hacia dónde van?

Diseño robusto de sistema fotovoltaico según normas técnicas.