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Jun 06, 2023 Pageview：156
Baterías: hasta ahora, el cuello de botella en el almacenamiento de energía renovable
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El almacenamiento de energía renovable ha sido, hasta hace poco, una barrera para la transición global hacia la energía limpia como reemplazo de los combustibles fósiles. Como resultado, resolver el problema del almacenamiento es ahora más importante que nunca, ya que consideramos la energía renovable como un componente de la estrategia contra el cambio climático.
La solución a esta barrera fue avanzar en la tecnología de baterías rezagadas, y las baterías de iones de litio son un componente clave.
¿Cómo funciona la energía renovable?
Las fuentes de energía renovable son infinitamente sostenibles. Las tres fuentes de energía renovable más conocidas son la hidroeléctrica, la solar y la eólica. Sin embargo, las fuentes alternativas de energía renovable, incluida la geotérmica, la biomasa y la utilización de cambios de marea oceánica, también son excelentes opciones.
La fuente de energía de más rápido crecimiento, tanto a nivel nacional como internacional, es la energía renovable. Las modificaciones de políticas, como exenciones fiscales, aranceles y condiciones de mercado de reducción de costos, impulsan esta expansión. Como resultado, pasar a la energía renovable se está volviendo cada vez más ventajoso desde el punto de vista financiero para las empresas y las personas.
La energía hidroeléctrica es la principal fuente de energía renovable del mundo, principalmente producida por enormes represas hidroeléctricas. La segunda fuente de energía renovable más utilizada, la energía eólica, es generada por turbinas eólicas de tamaño considerable que normalmente generan de 2 a 5 megavatios de potencia. Para 2050, se espera que la energía solar represente el 48% de toda la energía renovable en los EE. UU., lo que la convierte en la fuente con el crecimiento más rápido.
Por qué las baterías causaron un cuello de botella en el almacenamiento de energía renovable
Algunas fuentes de energía renovable, en particular la eólica y la solar, solo producen electricidad a veces. Como era de esperar, los paneles solares y las turbinas eólicas solo pueden generar electricidad cuando hay una cantidad razonable de viento. Por lo tanto, desbloquear la energía renovable a escala depende del almacenamiento de la energía eólica y solar capturada cuando la demanda supera la oferta.
La forma principal de almacenar energía renovable es en baterías, pero el desarrollo de baterías debe ponerse al día con las mejoras en la energía eólica y solar. La industria había estado utilizando baterías de plomo-ácido anticuadas hasta hace poco tiempo.
Desafortunadamente, las baterías de plomo-ácido son costosas de mantener y reemplazar, son ineficientes, pesadas y venenosas. Al abordar las deficiencias de muchas baterías de plomo-ácido, el desarrollo relativamente reciente de las baterías de litio ha creado nuevas oportunidades para ampliar el almacenamiento de energía renovable.
Baterías para el Almacenamiento de Energía Renovable
Las baterías de ciclo profundo de plomo-ácido y de iones de litio son las dos mejores soluciones para almacenar energía renovable. Examinemos cada uno de estos y cómo el litio está ayudando a crear nuevas oportunidades.
Plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido han sido tradicionalmente las más populares para almacenar energía renovable. Las placas de plomo suspendidas en una solución de ácido sulfúrico forman baterías de plomo-ácido, que permiten la reacción química que almacena energía. El tipo de batería de ciclo profundo más popular y asequible es una batería de plomo-ácido. Desafortunadamente, la tecnología de las baterías de plomo-ácido no ha avanzado mucho con el tiempo y tienen algunos defectos graves. Las baterías de plomo-ácido son pesadas debido a las placas internas de plomo, y la solución de ácido sulfúrico debe revisarse y rellenarse continuamente. Las baterías de plomo-ácido también se dañan y tienen una vida útil más corta cuando se descargan a menos del 50% de su capacidad.
Estas restricciones no deseadas de las baterías de plomo-ácido han obstaculizado la adopción de fuentes de energía renovables. Por ejemplo, se requiere un banco masivo de baterías pesadas con productos químicos peligrosos que necesitan mantenimiento continuo para establecer un sistema de energía solar o eólica fuera de la red. La vida útil de una batería de plomo-ácido también suele oscilar entre dos y cinco años. Como resultado, deberá desechar las baterías usadas y reemplazarlas cada pocos años.
Los consumidores encuentran estos problemas molestos, pero deben ser más escalables y sostenibles para las aplicaciones comerciales. Por ejemplo, una empresa de servicios públicos o una gran empresa necesitaría contratar un equipo de empleados para mantener y controlar las baterías, que deberían reemplazarse con frecuencia.
iones de litio
En lugar de usar placas de plomo y ácido sulfúrico, las baterías de iones de litio emplean sal de litio para desencadenar un proceso químico que almacena energía. Son más ligeras, más seguras, más eficaces y más sencillas de mantener que las baterías de plomo-ácido, gracias al diseño y la química de las baterías de litio. El alto costo inicial de las baterías de litio es su único inconveniente posible. Sin embargo, mirar de cerca revela que los beneficios de la batería de litio dan como resultado reducciones de costos generales en toda la batería.
Beneficios del uso de baterías de iones de litio
Examinemos algunos beneficios de emplear baterías de litio para almacenar energía renovable.
Más efectivo
Las baterías de plomo-ácido son menos efectivas que las baterías de litio debido a tres ventajas clave. Tienen una mayor capacidad útil por carga, son más ligeros y se cargan más rápido.
La vida útil de una batería de plomo-ácido se acorta y se daña si se descarga por debajo del 50% de su capacidad nominal. Por otro lado, una batería de litio se puede utilizar hasta el 80% de su capacidad sin sufrir ningún daño. Como resultado, las baterías de plomo-ácido y las baterías de litio tienen la misma capacidad útil por carga.
Además de tener una mayor capacidad de almacenamiento de energía, las baterías de litio pesan alrededor de la mitad que las baterías de plomo-ácido debido a la ausencia de placas de plomo. ¡Además, pueden cargar hasta cinco veces más rápido con el controlador de carga adecuado!
Mas economico
En comparación con las baterías de plomo-ácido, que se pueden comprar por tan solo $100, las baterías de litio comienzan en alrededor de $900. Al principio, el alto costo inicial puede parecer abrumador. Pero cuando se mira de cerca, las baterías de litio con frecuencia dan como resultado una disminución en el costo total.
Menos mantenimiento
Un sistema de administración de batería (BMS) incorporado en las baterías de litio realiza un seguimiento del estado de las celdas de la batería y garantiza que la batería funcione dentro de parámetros seguros. Tus baterías de litio ya no necesitan ningún mantenimiento, gracias al BMS. En cambio, puede dejarlos descansar una vez que estén colocados.
más seguro
Las baterías de litio son más seguras gracias al BMS integrado. Sin embargo, la fuga térmica es un problema con las baterías en general. Las baterías pueden sobrecalentarse y posiblemente incendiarse debido a la fuga térmica, lo que sucede cuando se calientan demasiado y desencadenan una serie de eventos. Cuando detecta condiciones dañinas, el BMS interno controla la temperatura de las celdas de la batería y las apaga para evitar la fuga térmica.
Mayor longevidad
Las baterías de plomo-ácido pueden soportar solo unos pocos cientos de ciclos de carga a lo largo de su vida útil de 2 a 5 años. Por otro lado, las baterías de litio tienen una vida útil de más de diez años y pueden soportar entre 3000 y 5000 ciclos de carga. Los fabricantes de baterías de litio ofrecen con frecuencia garantías de 10 años para sus productos.
¿Cuál es el cuello de botella que abordan las baterías de iones de litio?
Las baterías de litio son una actualización preferida para las baterías de plomo-ácido en muchas aplicaciones porque requieren menos mantenimiento, son más efectivas y pesan la mitad. Además, están fomentando un mayor uso de las energías renovables.
Conclusión
El almacenamiento de energía renovable se ha visto limitado durante mucho tiempo por el envejecimiento de la tecnología de las baterías. Sin embargo, las energías renovables son ahora la opción más ventajosa para el medio ambiente y la economía gracias a la llegada de las baterías de litio, que han redefinido y aumentado las posibilidades de almacenamiento de energía.
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