Una innovadora batería térmica desarrollada por investigadores de la Universidad Curtin será clave para un sistema de energía solar capaz de producir electricidad durante la noche.
El objetivo es rivalizar con los combustibles fósiles como una fuente de energía viable para las industrias comerciales y pesadas de todo el mundo, incluidas las operaciones mineras.
El profesor Craig Buckley dijo que la batería térmica era parte del sistema de energía solar concentrada (CSP) desarrollado por United Sun Systems, que requiere una batería para almacenar y liberar energía para permitir la generación de energía solar sin interrupciones.
“El almacenamiento ha sido durante mucho tiempo un obstáculo para la energía renovable, pero nuestro prototipo de batería térmica es capaz de almacenar y, según sea necesario, liberar energía solar sin depender de la luz solar en todo momento”, dijo en un comunicado el profesor Buckley.
La batería utiliza un hidruro metálico o carbonato metálico de alta temperatura como medio de almacenamiento de calor y un recipiente de almacenamiento de gas a baja temperatura para almacenar el hidrógeno o el dióxido de carbono.
Por la noche, o con cielo nublado, el hidrógeno o el dióxido de carbono se liberan del recipiente de almacenamiento de gas y son absorbidos por el metal a mayor temperatura para formar un hidruro metálico/carbonato de metal, que produce el calor utilizado para generar electricidad.
Mientras que una batería de litio almacena energía eléctrica que se puede usar para proporcionar electricidad cuando el sol no brilla, esta batería térmica almacena el calor de la energía solar térmica concentrada, que puede usarse cuando el sol no brilla para hacer funcionar una turbina para producir electricidad.
La investigación apunta a desarrollar una nueva tecnología para integrar el almacenamiento de energía termoquímica a través de una batería térmica en un sistema de plato parabólico tipo plato-Stirling.
Un sistema de plato-Stirling puede proporcionar hasta 46 kW de potencia y es ideal para impulsar industrias remotas que requieren mucha energía, como las minas, ya que proporciona potencia a demanda y según sea necesario. Se pueden implementar varios platos dependiendo de los requisitos de energía del sitio.
Produce energía y agua limpia a la vez
Ya el sector de la energía solar domina como nunca antes la nueva capacidad de generación eléctrica, así como las inversiones globales.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá de Thuwal, en Arabia Saudí, han logrado combinar en un único dispositivo la purificación de agua y la producción eléctrica con paneles solares. Los detalles de la innovación se han publicado en el último número de la revista Nature Communications.
La creciente demanda de agua limpia y de energía en el mundo es uno de los principales desafíos para el desarrollo sostenible. Por un lado, la producción de electricidad requiere grandes cantidades de agua. En zonas áridas como Arabia Saudí, más del 15 % de la electricidad que se produce se utiliza para producir agua dulce, debido a la escasez de este recurso, a partir de agua salada, aguas subterráneas contaminadas o aguas residuales industriales.
Para abordar estos problemas, el grupo científico liderado por Peng Wang combinó dos tecnologías ya existentes: la tecnología fotovoltaica de los paneles solares, que genera electricidad y la destilación de membranas, un proceso de purificación de aguas que puede funcionar con energía solar.
“Los paneles fotovoltaicos generan una gran cantidad de calor durante la producción de electricidad”, explica Wang a Sinc. Normalmente, este calor se disipa al ambiente, pero puede utilizarse como fuente de energía.
Reducción de costes
Para ello, los investigadores ensamblaron una unidad de destilación de membrana de etapas múltiples (MSMD, por sus siglas en inglés) en la parte posterior de un panel fotovoltaico.
Este sistema de destilación funciona a través de una membrana porosa que separa el agua contaminada de la limpia. Además, necesita calentar el agua para evaporarla y separarla de los contaminantes.
Al acoplar la unidad de membranas al panel fotovoltaico, “se recicla el calor residual del panel y se utiliza en el sistema de purificación”, detalla el investigador.
De esta forma, el dispositivo proporciona una gran tasa de producción de agua limpia al mismo tiempo que mantiene la eficiencia de la célula solar.
Según Wang, el principal beneficio del hallazgo es la reducción de costes, ya que ambas tecnologías comparten terreno y sistema de montaje. No obstante, advierte que aún existen barreras de ingeniería y tecnológicas que deben superarse antes de adoptar el sistema a gran escala. “Prevemos que podría llevarnos varios años llegar hasta allí”, concluye.
