Publicado:
Sep 21, 2021

Almacenamiento de energía eléctrica: ¿Cuáles son sus tipos?

Por
Equipo editorial Rudolf
Tiempo de lectura:
6 min.
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¿Qué es el almacenamiento de energía eléctrica?

El tema energético es cada vez más importante en el mundo. El consumo de energía, particularmente de la electricidad, es cada vez mayor. Ante una creciente demanda de energía a nivel global necesitamos cambiar la forma en la que generamos electricidad y dejar de utilizar las fuentes de generación que emiten gases de efecto invernadero, ya que estas presentan la amenaza del cambio climático y los problemas sociales y ambientales que este trae. Por eso, en los últimos años  ha habido una tendencia en lograr generar electricidad mediante energías «verdes», las cuales disminuyen la emisión de dióxido de carbono o simplemente no lo producen.

Algunos ejemplos de estas fuentes de generación de energía son los  paneles solares, que  transforman la radiación electromagnética proveniente del sol en electricidad; los aerogeneradores, que transforman la energía cinética del viento (esa que tiene el viento por su movimiento) en electricidad; entre otros. Pero así como es importante la generación de electricidad de manera «limpia», las alternativas que hoy utilizamos traen muchos retos, ya que a diferencia de la energía proveniente de combustibles fósiles, los recursos para generar la electricidad de fuentes renovables (sol y viento) no pueden almacenarse y utilizarse conforme la demanda lo pida. Por ello, la descarbonización de la red eléctrica requiere que encontremos una alternativa para almacenar la energía eléctrica generada por los paneles solares y las turbinas eólicas para que la podamos utilizar cuando la queramos, no solo cuando los recursos estén disponibles. 

Primero que nada es importante resaltar el hecho de que cuando se habla de almacenamiento de energía se refiere al proceso de almacenar algún tipo de energía (mecánica, potencial, térmica, electroquímica, etc.) que luego puede ser transformada en electricidad. También podría referirse al proceso de convertir la electricidad en un tipo de energía que puede ser almacenada y luego volverla a transformar en electricidad para su uso. En general la electricidad no se almacena directamente. Al ser un flujo continuo de corriente esta simplemente se consume mientras es utilizada y por lo tanto no se puede almacenar.

El almacenamiento de electricidad en términos generales consiste en guardar parte de la energía eléctrica que se ha obtenido mediante un generador y que ha sobrado, para luego ser utilizada más adelante. Por ejemplo, se podría tener un aerogenerador que en un día de vientos favorables genere más electricidad de lo que necesita su red eléctrica. Esta electricidad de sobra se podría entonces almacenar en forma de otra energía para ser utilizada luego, en las horas donde haya una elevada demanda de electricidad. Lo mismo podría hacerse con un panel de luz solar; en los días más soleados, esta energía de sobra que se ha generado puede almacenarse para luego utilizarla en otro momento, por ejemplo en la noche donde los rayos del sol ya no están y por lo tanto no generan electricidad en las celdas fotovoltaicas. Gracias al desarrollo tecnológico cada vez son más las maneras en que se puede almacenar energía para generar electricidad y no desperdiciarla ya que es un recurso valioso.

Tipos de sistemas de almacenamiento

Existen diversos mecanismos por los cuales se puede almacenar energía para luego ser utilizada, típicamente en forma de electricidad. Dependiendo del tipo de energía que se utilice se pueden clasificar los sistemas de almacenamiento de la siguiente manera:

Almacenamiento Térmico: 

La energía se puede conservar en forma de temperatura en un cuerpo, ya sea caliente o frío. Luego al intercambiar calor con otro cuerpo que está a una temperatura diferente se puede generar electricidad. Esto se puede realizar de diversas maneras como por ejemplo, tanques aislados con agua caliente, cámaras de sales fundidas que utilizan la energía solar e incluso se pueden utilizar materiales que cambian de fase y liberan calor constante durante el proceso de transformación de fase. Los distintos procesos de almacenamiento térmico se engloban en tres grandes grupos, el calor sensible, el calor latente y la energía termoquímica. 

Almacenamiento Electroquímico: 

Mediante diversas reacciones químicas como lo son la oxidación y la reducción entre algunos compuestos se puede generar una diferencia de potencial eléctrico entre un ánodo y un cátodo que luego puede utilizarse para generar electricidad. Este es el funcionamiento típico de algunas baterías comunes como las baterías de iones de litio, que son las más utilizadas a nivel global, las de plomo-ácido y las baterías de flujo redox. 

Almacenamiento Mecánico: 

La energía mecánica también puede ser aprovechada para almacenar energía. Hay distintas maneras de aprovechar este recurso como por ejemplo los «Flywheel» o volantes de inercia las cuales consisten en hacer girar un rotor a alta velocidad con el mínimo de roce posible y almacenar la energía en forma de energía rotacional. Otra manera en que se puede utilizar la energía mecánica es mediante las baterías de aire comprimido las cuales  almacenan aire dentro de un compresor y luego este aire puede hacer funcionar una turbina que genere electricidad.

Almacenamiento Potencial: 

La energía potencial es un tipo de energía que se puede transformar en movimiento y por lo tanto en electricidad también. La energía potencial gravitatoria en particular se puede usar en masas de agua que al caer de cierta altura pueden mover las turbinas de un generador y que este produzca electricidad. Este es el funcionamiento típico de las centrales hidroeléctricas.

Almacenamiento Eléctrico: 

La energía eléctrica se puede almacenar en forma de energía potencial electromagnética o como energía en los campos electromagnéticos directamente. Por ejemplo, los condensadores eléctricos, también conocidos como capacitores, permiten transformar la electricidad en energía potencial eléctrica en un campo electromagnético. Esta energía queda almacenada dentro del condensador y luego puede transformarse nuevamente en electricidad. La mayoría de los circuitos electrónicos en la modernidad utilizan alguna versión de estos condensadores eléctricos. Una variación de estos capacitores son los supercondensadores. Estos tienen un funcionamiento básico similar a la de los condensadores normales pero tienen una capacidad de almacenar energía mucho mayor, entre 100 y 1000 veces la capacidad de un condensador normal. También existen los sistemas de almacenamiento magnético por superconducción. Estos almacenan energía en el campo magnético creado por corrientes superconductoras. Tiene usos muy específicos debido al alto costo de los materiales superconductores.

Beneficios del almacenamiento de electricidad

El desarrollo de las distintas tecnologías de almacenamiento busca por supuesto mejorar distintas facetas respecto al consumo eléctrico. Es de esperarse que estas tecnologías incidan positivamente en los distintos aspectos del gasto de energía eléctrica. Entre algunos de los beneficios que permiten los distintos tipos de almacenamiento se tiene que:

  • Pueden disminuir la huella de carbono del hogar o negocio. Al aprovechar más la energía eléctrica generada se reduce el consumo de combustibles fósiles.
  • Sirven como reserva de electricidad la cual es mayor que la reserva de energías de combustibles fósiles. 
  • Hacen más viable, económicamente hablando, a las energías renovables. Al utilizar la mayoría de la energía eléctrica generada hay una menor necesidad de construir un número excesivo de generadores eléctricos lo cual disminuye el gasto monetario total para la construcción de estos sistemas. 
  • Permiten un uso más eficiente de los generadores que ya existen. Al incluir algún tipo de almacenador eléctrico a los generadores actuales se puede aprovechar de mejor manera la electricidad generada por estos. 
  • Pueden acelerar la electrificación fuera de la red eléctrica, es decir, pequeñas ciudades y pueblos pueden depender más de los generadores eléctricos y almacenadores de energía cercanos, en vez de depender de una central eléctrica lejana. 
  • Pueden ayudar a descarbonizar el sector del transporte. En conjunto con los vehículos eléctricos, la energía almacenada se puede utilizar para así disminuir el uso de combustibles que generan dióxido de carbono.
  • Permiten regular la variabilidad de generación de electricidad de fuentes eólicas y solares. Estos sistemas dependen de las condiciones climatológicas las cuales son variables. Al tener un almacenador de energía se puede asegurar un mejor flujo de corriente eléctrica, independientemente de los factores climáticos.
  • Disminuyen los niveles de contaminación en el ambiente. Al servir de reemplazo de los combustibles fósiles en algunas situaciones y siendo más efectivo con la generación de electricidad la cantidad de contaminantes producidos para generar energía disminuyen lo cual genera un impacto positivo en el medio ambiente.

Es evidente la importancia del almacenamiento de electricidad. No solo basta con tener varios mecanismos que puedan generar electricidad, también se necesitan diversas maneras en que se pueda almacenar esta energía generada y  que pueda ser utilizada en otro momento. Esta es la nueva dirección a la que va la humanidad respecto al sector energético, una generación de electricidad utilizando fuentes de energía renovables acompañadas de un almacenamiento sustentable que permita satisfacer la demanda energética y que a su vez disminuya el impacto negativo sobre el medio ambiente lo más posible.

¡El almacenamiento de electricidad es parte del asesoramiento de Rudolf! La transición hacia un mundo energéticamente más sustentable es importante para todos y nosotros podemos ayudarte a realizar este cambio para una mejor eficiencia energética.

¡Explora el blog de Rudolf (rudolf.energy) para conocer más sobre estos asesoramientos y sobre las energías renovables!

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