Investigadores españoles desarrollan un sistema de almacenamiento de energía basado en silicio fundido

El sistema, que ha sido recientemente publicado en la revista Energy y se encuentra en proceso de patente en Estados Unidos, está destinado a originar una nueva generación de centrales termosolares de bajo coste, así como novedosos sistemas de almacenamiento de electricidad y cogeneración para núcleos urbanos.

El progreso de las energías renovables, en particular de las energías eólica y fotovoltaica, ha creado un nuevo reto en el sector energético a escala mundial: el almacenamiento de este tipo de energía dispersa e intermitente.

La universidad ha señalado que en los últimos años se han desarrollado un gran número de dispositivos para este fin y que algunos han alcanzado ya una fase avanzada de demostración e incluso de comercialización, como el almacenamiento conectado en red mediante baterías de litio o de sodio-sulfuro. Este es el caso también de la energía termosolar, que se almacena directamente en forma de calor en sales fundidas para luego producir electricidad bajo demanda mediante un generador térmico.

Sin embargo, han indicado que no deja de haber problemas con las soluciones existentes: desde un coste excesivo hasta problemas de seguridad, pasando por posibles problemas de escasez de recursos materiales en el futuro. Por ello, centros de investigación y empresas de todo el mundo están buscando soluciones alternativas que utilicen materiales abundantes, de bajo coste y que carezcan de grandes riesgos para la seguridad de las personas.

Así, investigadores del IES-UPM están desarrollando un nuevo sistema de almacenamiento de energía en el cual la energía de entrada, bien sea directamente energía solar o la electricidad excedente de una central de generación renovable, se almacena en forma de calor en silicio fundido a muy altas temperaturas, a unos 1.400 grados centígrados.

El silicio tiene unas propiedades únicas que le confieren la capacidad de almacenar más de 1 megabatio-hora de energía en un metro cúbico, es decir, unas diez veces más que con las sales empleadas actualmente en las centrales termosolares. El silicio se mantiene fundido aislándolo térmicamente del entorno hasta que dicha energía es demandada, en cuyo momento se produce la transformación del calor almacenado en electricidad.

CONVERTIR RADIACIÓN EN ELECTRICIDAD

El investigador promotor de este proyecto, Alejandro Datas, ha explicado que "a estas temperaturas tan altas, el silicio brilla intensamente, del mismo modo que lo hace el sol, y por tanto pueden emplearse células fotovoltaicas -que en este caso se denominan termofotovoltaicas- para convertir dicha radiación incandescente en electricidad".

"El uso de células termofotovoltaicas es la clave de este sistema, ya que cualquier otro tipo de generador difícilmente podría trabajar a temperaturas tan extremas. Además, este tipo de células producen del orden de 100 veces más potencia eléctrica por unidad de área que una célula solar convencional y son capaces de alcanzar mayores eficiencias de conversión, teóricamente incluso superiores al 50%", ha apuntado el investigador.

El resultado final es el de un sistema extremamente compacto, sin partes móviles, silencioso, capaz de almacenar hasta diez veces más energía que las soluciones existentes y que emplea materiales abundantes y de bajo coste.

Así, los científicos han indicado que se prevé que la primera aplicación de estos dispositivos sea en el sector de la energía termosolar, donde se evitarían los complejos sistemas utilizados en la actualidad que emplean fluidos de transferencia de calor, válvulas y turbinas para producir electricidad. Al simplificar la configuración, se podrán reducir drásticamente los costes de la energía generada, que unido a una mayor capacidad de almacenamiento, pueden convertir esta solución en una de las más rentables de entre todas las alternativas de generación renovables. En el medio-largo plazo estos sistemas podrían también emplearse para almacenar electricidad en el sector residencial y gestionar todas las necesidades energéticas (electricidad y calefacción) de los núcleos urbanos.