Almacenamiento de energía térmica
El almacenamiento de energía térmica ( TES ) se logra con tecnologías muy diferentes. Dependiendo de la tecnología específica, permite almacenar y utilizar el exceso de energía térmica horas, días o meses después, a escalas que van desde el proceso individual, el edificio, el edificio multiusuario, el distrito, la ciudad o la región. Ejemplos de uso son el equilibrio de la demanda de energía entre el día y la noche, el almacenamiento de calor de verano para calefacción de invierno o el frío de invierno para aire acondicionado de verano ( almacenamiento de energía térmica estacional ). Los medios de almacenamiento incluyen tanques de agua o aguanieve, masas de tierra nativa o roca madre a las que se accede con intercambiadores de calor por medio de perforaciones, acuíferos profundoscontenida entre estratos impermeables; pozos poco profundos, revestidos, llenos de grava y agua y aislados en la parte superior, así como soluciones eutécticas y materiales de cambio de fase . [4] [5]
Otras fuentes de energía térmica para el almacenamiento incluyen el calor o el frío producidos con bombas de calor a partir de energía eléctrica de menor costo fuera de las horas pico, una práctica llamada reducción de horas pico ; calor de centrales eléctricas combinadas de calor y electricidad (CHP); calor producido por energía eléctrica renovable que excede la demanda de la red y calor residual de procesos industriales. El almacenamiento de calor, tanto estacional como a corto plazo, se considera un medio importante para equilibrar de forma económica altas proporciones de producción de electricidad renovable variable y la integración de los sectores de electricidad y calefacción en sistemas energéticos alimentados casi o completamente por energía renovable. [6] [7] [8]
Los diferentes tipos de almacenamiento de energía térmica se pueden dividir en tres categorías separadas: calor sensible, calor latente y almacenamiento de calor termoquímico. Cada uno de estos tiene diferentes ventajas y desventajas que determinan sus aplicaciones.
El almacenamiento de calor sensible (SHS) es el método más sencillo. Simplemente significa que la temperatura de algún medio aumenta o disminuye. Este tipo de almacenamiento es el más comercialmente disponible de los tres, ya que los demás aún se están investigando y desarrollando.
Los materiales son generalmente económicos y seguros. Una de las opciones más baratas y más utilizadas es un tanque de agua, pero los materiales como las sales fundidas o los metales pueden calentarse a temperaturas más altas y, por lo tanto, ofrecen una mayor capacidad de almacenamiento. La energía también se puede almacenar bajo tierra (UTES), ya sea en un tanque subterráneo o en algún tipo de fluido de transferencia de calor (HTF) que fluye a través de un sistema de tuberías, ya sea colocadas verticalmente en forma de U (pozos) u horizontales en trincheras. Otro sistema más se conoce como unidad de almacenamiento de lecho empacado (o lecho de guijarros), en el que un fluido, generalmente aire, fluye a través de un lecho de material empacado suelto (generalmente roca, guijarros o ladrillo cerámico) para agregar o extraer calor.
Una desventaja de SHS es su dependencia de las propiedades del medio de almacenamiento. Las capacidades de almacenamiento están limitadas por su calor específico, y el sistema debe diseñarse adecuadamente para garantizar la extracción de energía a una temperatura constante. [9]
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