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Arreglando la red eléctrica
El almacenamiento de energía a gran escala es crucial para nuestro futuro energético: el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica, el principal consorcio de I + D de la industria de servicios públicos de EE. UU., Dice que el almacenamiento permitiría el uso generalizado de energía renovable y haría que la red sea más confiable y eficiente. Anuncios recientes del gigante de los servicios públicos Energía eléctrica americana (AEP), con sede en Columbus, OH, sugiere que las tecnologías de almacenamiento en red están finalmente listas para su implementación comercial en los Estados Unidos. El mes pasado, AEP ordenó tres sistemas de baterías de varios megavatios y estableció objetivos de tener 25 megavatios de almacenamiento en su lugar para 2010, y 40 veces más para 2020.
Eso fue un sueño hace cuatro o cinco años; ahora está sucediendo, dice Ali Nourai, experto en almacenamiento de energía de AEP.
El sistema AEP utiliza una batería de sodio-azufre del tamaño de un autobús de dos pisos (ver más abajo), además de electrónica de potencia para administrar el flujo de energía de CA dentro y fuera de la batería de CC. Aunque es nuevo en los Estados Unidos, el sistema se ha utilizado en la escala de megavatios en Japón desde principios de la década de 1990; la batería fue producida por Aisladores NGK de Nagoya, Japón.
Cargando Charleston: La empresa de servicios públicos American Electric Power (AEP) implementó esta enorme batería de sodio y azufre como parte de un proyecto de demostración en Charleston, WV. La batería proporciona 1,2 megavatios de potencia durante hasta siete horas, lo que alivia la tensión en una subestación sobrecargada. El funcionamiento sin problemas desde la instalación el año pasado convenció a AEP de que dicha tecnología de almacenamiento de energía está lista para el servicio activo.
Crédito: AEP
Nourai dice que AEP y otras empresas de servicios públicos de EE. UU. Ganaron confianza en la economía y la confiabilidad del almacenamiento gracias a un proyecto de demostración en Charleston, WV, donde AEP instaló un gran sistema de baterías en junio de 2006. En Charleston, la demanda máxima tanto en verano como en invierno se había sobrecargado transformadores en subestaciones locales, provocando apagones. La reconstrucción de las subestaciones para acomodar más energía podría haber llevado hasta tres años. En cambio, AEP pasó solo nueve meses instalando un sistema de batería que se carga cuando la demanda de electricidad es baja y puede entregar hasta 1.2 megavatios durante siete horas cuando la demanda alcanza su punto máximo.
Dos de los nuevos proyectos de AEP son sistemas de baterías de dos megavatios y siete horas, un poco más grandes, diseñados para proporcionar soluciones rápidas similares en áreas con problemas de confiabilidad de la energía. Una batería en Milton, WV, por ejemplo, proporcionará electricidad de respaldo a los clientes en áreas propensas a apagones debido a una línea eléctrica débil. Cuando hay un apagón, la batería recogerá a tantas personas como pueda y continuará alimentándolas, dice Nourai. Ni siquiera sabrán que hubo un apagón. La batería pospondrá de cinco a seis años la incorporación de Milton de una nueva subestación y una línea de transmisión de alto voltaje.
Cuando AEP decide realizar actualizaciones más permanentes a las subestaciones o completa la construcción de una nueva línea eléctrica, un proceso que puede llevar cinco o seis años, simplemente moverá la batería de respaldo más cercana a otro punto de estrangulamiento. Se puede levantar con una carretilla elevadora y cargar en un camión de plataforma, dice Nourai. Dentro de una semana podemos tenerlo listo y operativo en otro sitio de nuestro sistema.
Richard Baxter, autor de Almacenamiento de energía: una guía no técnica y presidente de una conferencia celebrada la semana pasada en la ciudad de Nueva York sobre inversión en almacenamiento, dice que los nuevos proyectos de AEP son una buena prueba de fuego para la industria. Las tecnologías de almacenamiento están emergiendo como un producto viable a nivel comercial, dice Baxter.
La aparición de un mercado de almacenamiento en red está atrayendo a nuevos desarrolladores de baterías. Éstas incluyen Energía de luciérnaga de Peoria, IL, que utiliza electrodos nanoestructurados de gran superficie para reactivar la tecnología de plomo-ácido y el desarrollador de baterías de litio Nanotecnologías de Altair , con sede en Reno, NV. En junio, la multinacional AES acordó comprar una cantidad no especificada de baterías de Altair; El CEO Alan Gotcher dice que Altair entregará un prototipo de un megavatio y 15 minutos para fines de este año.
Mientras tanto, AEP está explorando un papel potencialmente más transformador para el almacenamiento: convertir la producción de energía en constante cambio de recursos renovables como la energía eólica y solar en energía estable y confiable. La compañía planea conectar su tercer sistema de baterías de dos megavatios a un grupo de turbinas eólicas en un sitio aún indeterminado. Nourai dice que el objetivo es saber si las baterías pueden suavizar las fluctuaciones a corto plazo en el flujo de energía de las turbinas. Si pueden, las empresas de servicios públicos deberían poder absorber mayores niveles de energía eólica en sus redes.
Pero Nourai dice que AEP también quiere determinar si el almacenamiento de energía eólica puede aumentar su valor. Hay al menos dos formas en que esto podría suceder. La energía eólica producida por la noche podría almacenarse para su entrega durante las horas pico del día, cuando el precio de la electricidad aumenta. Y si la energía entregada por los parques eólicos fuera más predecible, sería más rentable. Cuando un generador independiente, como un operador de parque eólico, vende a distribuidores de energía, debe prometer entregar una cierta cantidad de energía a una hora determinada. Si bien los detalles varían mucho en los diferentes mercados de energía regionales y nacionales, los operadores de parques eólicos pueden ser penalizados si no cumplen con sus compromisos porque el viento no sopló con tanta fuerza como se esperaba. Los sistemas que almacenan una fracción de la producción de un parque eólico cuando sopla el viento pueden eliminar la mayor parte de este riesgo.
Nourai señala que las empresas de servicios públicos japoneses ya están instalando tecnologías de almacenamiento de energía para hacer que la energía eólica sea más confiable y rentable, gracias a los incentivos gubernamentales que cubren un tercio del costo del sistema de almacenamiento, y a la mayor diferencia entre los precios de la electricidad diurna y nocturna de Japón. . Nourai cree que NGK, que actualmente puede producir sistemas de baterías de sodio-azufre por valor de 90 megavatios por año, está considerando construir una segunda fábrica para satisfacer la demanda resultante. Mientras tanto, un estudio completado este año por Energía sostenible Irlanda , La agencia de política energética de Irlanda, concluyó que los proyectos de almacenamiento en turnos podrían ya ser rentables en Europa.
Sin embargo, un panel de expertos reunido por el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica el año pasado consideró que los costos de almacenamiento debían caer por debajo de los $ 150 por kilovatio-hora para que ese cambio de tiempo fuera económicamente atractivo en los Estados Unidos; a reporte emitido por el instituto esta primavera estima que los sistemas que emplean baterías de sodio-azufre de NGK cuestan entre $ 300 y $ 500 por kilovatio-hora. Ese diferencial de costos ha alimentado el interés reciente en las plantas de energía termosolar que capturan energía renovable en forma de calor, que es más fácil de almacenar que la electricidad. (Consulte Almacenamiento eficiente de energía solar).