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Turbinas de viento, batería incluida, puede mantener estables las fuentes de alimentación
GE vendió recientemente la primera de una nueva línea de turbinas eólicas híbridas que viene con una batería incorporada. La batería de la turbina puede almacenar el equivalente a menos de un minuto de funcionamiento de la turbina a plena potencia. Pero, al emparejar la batería con algoritmos avanzados de pronóstico del viento, los operadores de parques eólicos podrían garantizar una cierta cantidad de producción de energía durante hasta una hora.
Viento híbrido: GE prueba una nueva turbina eólica equipada con una batería para compensar las fluctuaciones.
Esto podría facilitar la integración de la energía renovable intermitente y reducir el costo de la energía eólica. De hecho, incluso las baterías relativamente pequeñas podrían duplicar la cantidad de energía renovable que puede manejar la red eléctrica.
El verdadero costo de la energía renovable dependerá, hasta cierto punto, de la cantidad de almacenamiento de energía que se necesite (consulte Mejores modelos informáticos necesarios para mega parques eólicos). Se ha prestado mucha atención a cómo desarrollar baterías extremadamente baratas para que sea posible, por ejemplo, almacenar energía eólica durante la noche para usarla cuando sea necesaria durante el día. Pero dependiendo de qué tan rápido se implementen las energías renovables y de la naturaleza de los recursos eólicos y solares en diferentes áreas, a menudo no se necesitarán baterías tan grandes durante décadas. Las baterías pequeñas y más asequibles pueden hacer posible el uso de energía renovable para una gran fracción de la energía de la red.
GE no es el único que reconoce que incluso pequeñas cantidades de almacenamiento de energía podrían tener un gran impacto. Uno de los mayores problemas de la energía renovable es que la velocidad con la que puede aumentar y disminuir, a medida que las nubes oscurecen el sol o el viento, puede ser mucho más rápida de lo que las plantas de energía convencionales pueden cambiar su producción para compensar. Pero incluso las baterías pequeñas pueden responder a estos cambios casi instantáneamente.
Cuando hay relativamente poca energía renovable en una red eléctrica, las fluctuaciones en el suministro se pueden absorber fácilmente sin almacenamiento de batería. Sin embargo, a medida que aumenta la fracción de energía renovable, los métodos existentes para hacer frente a la variabilidad tendrán cada vez más dificultades para mantenerse al día, lo que podría provocar problemas de voltaje en la red o incluso apagones. El momento exacto en el que las energías renovables se convierten en un problema depende de una serie de factores. Pero en muchos casos, las energías renovables pueden representar aproximadamente el 20 por ciento de la capacidad de la red sin causar problemas.
En ciertos casos, aumentar ese límite del 30 al 40 por ciento podría ser tan simple como agregar 15 minutos de almacenamiento de batería a los parques eólicos, dice Richard Fioravanti , vicepresidente de aplicaciones de almacenamiento en DNV KEMA , una consultora energética. Si las baterías pueden compensar los cambios en los niveles de energía de un parque eólico durante 15 minutos, pueden dar tiempo a los operadores de la red para aumentar (o disminuir) la energía de las centrales eléctricas convencionales. Es una excelente manera de catalizar grandes cantidades de energías renovables, dice.
Breeze copia de seguridad: En esta estructura se aloja una batería para almacenar energía eólica, que se encuentra en la base de una turbina eólica.
Según GE, no es necesario almacenar 15 minutos de energía para garantizar la salida de energía durante 15 minutos. Para una turbina de 2,5 megavatios, eso requeriría una batería de 625 kilovatios-hora. Si tiene buenos algoritmos de pronóstico del viento, solo 25 kilovatios hora de almacenamiento, comparable a una batería en un vehículo eléctrico, es suficiente para garantizar la salida de energía durante 15 a 60 minutos, dice Keith Longtin, gerente general de la línea de productos eólicos de GE.
GE utiliza algoritmos patentados para predecir la potencia de salida de sus turbinas eólicas con un alto grado de precisión. Luego, usa la batería para compensar las diferencias entre su predicción y la potencia de salida real. Si la turbina eólica genera muy poca energía, un aumento rápido de 50 kilovatios podría ser suficiente para igualar el pronóstico.
GE no ha dado una cifra precisa, pero dice que es una pequeña fracción de los millones de dólares que cuesta cada turbina. Las baterías de tamaño similar para vehículos eléctricos cuestan menos de 20.000 dólares.
La batería podría pagarse por sí misma de varias maneras, como reducir las tarifas que cobran algunas empresas de servicios públicos a los propietarios de parques eólicos y generar ingresos incluso cuando no sopla el viento. También podría proporcionar servicios de generación de ingresos a la red, como entregar ráfagas de energía cuando sea necesario.
El verdadero costo de la energía renovable también debe tener en cuenta el costo de tener plantas de energía convencionales listas para aumentar. Eso puede ser alrededor de un centavo por kilovatio-hora, según una estimación . (Eso es un aumento sustancial; como referencia, se espera que las nuevas plantas de gas natural en los Estados Unidos generen electricidad a 6.5 centavos por kilovatio, en promedio, durante su vida útil).
Haresh Kamath , director del programa de almacenamiento de energía en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica , dice que en algunas áreas, 15 minutos de almacenamiento de energía no serán suficientes, por ejemplo, cuando el desajuste entre la demanda y la producción de energía renovable o la cantidad de variación en la energía renovable es demasiado grande.
Lograr un 100 por ciento de energía renovable requeriría horas de almacenamiento de la batería y baterías mucho más baratas y mejores de las que podemos construir ahora. Es más, puede haber grandes variaciones estacionales en la producción de energía renovable. Los inviernos oscuros y la abatimiento del verano no requerirían horas, sino días, semanas o incluso meses de almacenamiento. (Otras formas de almacenamiento de energía y líneas de transmisión de larga distancia para conectar parques eólicos muy dispersos también ayudarán; consulte Una solución para la intermitencia de energía solar y las superredes).
Pero será posible alcanzar niveles relativamente altos de energía renovable con una pequeña cantidad de batería de respaldo, lo que dará tiempo para que se desarrollen nuevas tecnologías de baterías. Sin embargo, incluso a un ritmo rápido de desarrollo, pasarán décadas antes de que la energía renovable supere el 40 por ciento de la capacidad de generación en la mayoría de los lugares.