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Varias tecnologías innovadoras de almacenamiento de calor para la generación de energía solar térmica.

Número Navegar:1     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-03-28      Origen:motorizado

Varias tecnologías innovadoras de almacenamiento de calor para la generación de energía solar térmica.



La ventaja principal de las plantas de energía fototérmica en comparación con las plantas de energía fotovoltaica radica en el sistema de almacenamiento de calor configurable del CSP, que, al igual que las plantas de energía térmica tradicionales, produce energía programable amigable con la red para satisfacer la continua demanda de electricidad. En la actualidad, el mercado de almacenamiento de energía de los proyectos comerciales de CSP todavía utiliza la tecnología de almacenamiento de sal fundida con sal fundida binaria como medio de trabajo como corriente principal, pero su punto de congelación es demasiado alto, y también se critican los defectos de la fácil congelación y bloqueo de tuberías. .


En el segundo semestre de 2016, el accidente de fuga de sal fundida del tanque de sal de fusión de la Central Eléctrica New Moon Dune de EE. UU. Y el accidente del tanque caliente de sal de fusión de la Planta de Energía Fototérmica Gemasolar en España causaron enormes pérdidas en el costo de mantenimiento y los ingresos por ventas del tanque de sal fundida. La seguridad y la fiabilidad del sistema de almacenamiento de calor salado han vuelto a recibir atención de la industria.


Entonces, ¿existe una tecnología de almacenamiento de calor más avanzada que pueda reemplazar la tecnología tradicional de almacenamiento de calor de sales fundidas y convertirse en la corriente principal? En los últimos años, han surgido tecnologías innovadoras de almacenamiento de energía en un flujo interminable. Aunque la mayoría de ellos permanecen en el laboratorio o en una pequeña etapa de demostración, su potencial de desarrollo se ha demostrado a nivel teórico, pero su valor comercial aún no se ha descubierto.


1. Nueva tecnología de almacenamiento de energía sólida de Energy Nest, Noruega

La empresa de tecnología noruega Energy Nest ha cooperado con la empresa alemana Heidelberg Cement Company (empresa multinacional alemana de materiales de construcción, uno de los cuatro principales productores de cemento del mundo), y ha desarrollado una nueva tecnología especial de almacenamiento de energía de hormigón HEATCRETE durante cinco años y medio. El concreto HEATCRETE ha sido probado por un laboratorio independiente internacionalmente autorizado de terceros con alta capacidad calorífica específica y alta conductividad térmica. En comparación con el sistema de almacenamiento de energía de hormigón más avanzado, la conductividad térmica del sistema HEATCRETE se incrementa en un 70% y la capacidad de calor específico se incrementa en un 15%, lo cual es de gran importancia para el rendimiento térmico y el medio de transferencia de calor de la central eléctrica. . La compañía dijo que su sistema de almacenamiento de energía de hormigón HEATCRETE puede reducir el costo de toda la estación CSP en un 10% y el sistema MLC para ahorrar un 60%. La tecnología de almacenamiento de energía de hormigón HEATCRETE también se puede aplicar a la energía eólica y a las plantas que producen equipos de alta temperatura, pero la estación de energía solar térmica es el principal mercado objetivo de la compañía.


2. La nueva tecnología de almacenamiento de energía de metal líquido del MIT

En septiembre de 2014, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts anunciaron un nuevo sistema de almacenamiento de energía de batería de metal totalmente líquido. El sistema de almacenamiento de energía de metal líquido no está hecho de ningún material sólido, y todos los elementos de almacenamiento de energía también están hechos de líquido fundido. El sistema es económico y tiene una larga vida útil. El equipo de investigación dijo que el sistema de almacenamiento de energía permitirá que las fuentes de energía renovable eólica y solar compitan con las fuentes de energía tradicionales.


3. Almacenamiento de energía de alta eficiencia de nuevos líquidos químicos que contienen carbono en la Universidad de Chalmers, Suecia

En marzo de 2017, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia validaron con éxito la viabilidad de una nueva tecnología de almacenamiento de energía que utiliza un líquido químico que contiene carbono como medio para almacenar eficientemente la energía solar. Con este líquido químico, se puede lograr la transferencia y liberación de energía libre en cualquier momento. Vale la pena mencionar que cuando el líquido químico libera energía, se puede lograr una pérdida de energía casi nula. El equipo de investigación llamó a este proceso "sistema de almacenamiento solar térmico molecular". Actualmente, esta nueva tecnología ha aparecido con éxito en la portada de Energy and Environmental Science (revista académica emitida por el Royal College of British Studies).

Figura: Modelo "Sistema de almacenamiento solar térmico molecular"


4. La nueva tecnología de almacenamiento de energía de cristal de sal de Suecia SaltX Technology

SaltX Technologies de Suecia ha introducido una nueva tecnología de almacenamiento de energía que utiliza cristales de sal y sus soluciones para reaccionar y almacenar energía a diferentes temperaturas. Disponible en CSP, refrigeración solar y aire acondicionado, la compañía afirma reducir los costos de energía y almacenamiento de energía en aproximadamente un 33%. La compañía fue fundada en 2001 y se ha comprometido con el desarrollo de energías renovables. Con el rápido desarrollo de la energía verde en Europa, SaltX Technology ganó el Premio BullhoundConnect en noviembre de 2016. Actualmente, la compañía ha establecido alianzas con empresas como General Electric, Remi Manufacturing y Alfa Laval para proporcionar nuevas soluciones de almacenamiento de energía.


5. Nuevo sistema de almacenamiento de energía termoquímica en los Estados Unidos

En mayo de 2016, investigadores de la Universidad Estatal de Oregón y la Universidad de Florida colaboraron para introducir un nuevo sistema de almacenamiento de energía termoquímica para almacenar y liberar energía solar. En comparación con el equipo tradicional de almacenamiento de calor, el esquema mejorado de almacenamiento de energía de los investigadores estadounidenses ha agregado un sistema de almacenamiento de energía termoquímica similar a una batería. El proceso de conversión interna se basa en energía térmica en lugar de corriente. Durante la "carga", el carbonato de estroncio se descompone en óxido de cerio y dióxido de carbono bajo la acción del calor solar. Cuando se "descargan", el óxido de itrio y el dióxido de carbono se combinan y se libera el calor almacenado. Los materiales en este sistema de almacenamiento de energía son fáciles de obtener, no inflamables y respetuosos con el medio ambiente. Los compuestos sintetizados usando estos materiales operan a temperaturas de hasta 1200 grados Celsius y son dos veces más eficientes que los sistemas de almacenamiento de calor existentes.

Figura: Diagrama esquemático de un nuevo sistema de almacenamiento de energía termoquímica.


6. Tecnología de almacenamiento de energía de grafito de alta pureza Solastor en Australia

Solastor es una empresa australiana especializada en tecnología de generación de energía de almacenamiento solar térmico. Su tecnología de generación de energía térmica de torre que utiliza grafito de alta pureza como material de almacenamiento y absorción de calor ha sido líder mundial. Su tecnología integrada de almacenamiento de energía de grafito ha sido patentada en más de diez países. La tecnología de almacenamiento de energía tiene las ventajas de torre baja, torre múltiple, protección ambiental, seguridad, almacenamiento de energía de alta capacidad y pérdida de calor de 24 horas menos del 5%, así como una combinación modular.


En 2014, Jiangsu Runyang Energy Storage Technology Co., Ltd. presentó su tecnología incorporada de generación de energía fototérmica de torre de grafito para construir el primer proyecto de demostración de generación de energía fototérmica de torre de grafito en China. Esta tecnología avanzada incorporada "tres en uno", que toma el grafito como medio e integra absorción de calor, almacenamiento de energía e intercambio de calor, llena otro vacío en el campo de la generación de energía fototérmica en China y tiene una importancia práctica para el desarrollo de la torre solar. Tecnología de generación de energía fototérmica en China.

Figura: El primer proyecto de demostración de generación de energía fototérmica de torre de grafito en Jiangyin, China


7. Tecnología de almacenamiento térmico de arena en el Instituto de Tecnología de Masdar, EAU

En diciembre de 2015, el Instituto de Tecnología de Masdar en los Emiratos Árabes Unidos anunció que sus investigadores habían demostrado con éxito que la arena puede almacenar calor solar para la generación de energía fototérmica a una temperatura de almacenamiento de hasta 1,000 grados Celsius. El proyecto, Sandstock, tiene como objetivo desarrollar un sistema de almacenamiento y receptor solar sostenible, de bajo costo y alimentado por gravedad, utilizando arena como medio de transferencia y almacenamiento de calor. La arena en el desierto es un material potencial de almacenamiento de calor. Su estabilidad térmica y su capacidad calorífica específica a alta temperatura han sido estudiadas y probadas. El costo puede reducirse usando arena barata, y el aumento de la temperatura de trabajo del material de almacenamiento térmico significa el aumento de la eficiencia.


En julio de 2016, se lanzó oficialmente la primera planta de energía fototérmica de torre del mundo que usa arena como fluido de trabajo en Sicilia, Italia. La tecnología central del proyecto es una tecnología de generación de vapor solar basada en lecho fluidizado de arena. Es la primera central eléctrica de demostración a escala MW para refrigerantes de almacenamiento térmico de arena, que puede absorber y almacenar energía solar y convertir el calor en electricidad y otra energía térmica.

Figura: La primera estación de energía térmica de torre de torre de trabajo de arena del mundo en Italia


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