El sistema de aire comprimido podría ayudar a la energía eólica

SustainX , una startup en West Lebanon, New Hampshire, ha recibido $ 20 millones en capital de riesgo para probar su tecnología de almacenamiento de energía de aire comprimido a gran escala.

La tecnología podría permitir un uso más amplio del almacenamiento de aire comprimido, lo que a su vez podría hacer más atractiva la energía renovable, ya que permitiría almacenar la energía eólica generada por la noche hasta las horas del día, cuando la demanda es mayor. Si tiene éxito, la tecnología podría reducir la necesidad de construir plantas de gas natural para satisfacer la demanda máxima de energía.

La necesidad de almacenamiento está aumentando a medida que los gobiernos exigen el uso de más energía renovable. SustainX ha demostrado un prototipo de 40 kilovatios y ahora está completando un sistema de un megavatio, que se implementará el próximo año con la compañía eléctrica AES.



En el almacenamiento de aire comprimido convencional, la electricidad se utiliza para comprimir el aire, que se almacena en cavernas o acuíferos subterráneos. Luego, ese aire se libera para impulsar un generador de turbina para producir electricidad cuando sea necesario. Dicho almacenamiento cuesta aproximadamente una décima parte de lo que cuesta el almacenamiento de la batería, pero no se usa mucho porque, en gran parte, requiere una ubicación con espacio de almacenamiento subterráneo. El sistema de SustainX elimina este problema porque puede usar eficientemente tanques de almacenamiento sobre el suelo en lugar de cavernas.

El almacenamiento de aire comprimido en tanques sobre el suelo no es práctico con un sistema convencional basado en turbinas debido al gran tamaño y costo de los tanques. La tecnología de SustainX reduce el costo de los tanques y otros costos de capital. Realizamos almacenamiento de energía de aire comprimido en la superficie a precios subterráneos, dice el cofundador y vicepresidente Dax Kepshire.

La empresa reduce los costos mediante el uso de pistones, en lugar de turbinas, para generar electricidad. Las turbinas de gas solo pueden generar electricidad a partir de un rango estrecho de presiones de aire. Los pistones pueden operar en un rango más amplio y debido a que el aire se puede comprimir más, el sistema puede almacenar más energía. Es más, los pistones funcionan bien después de que la presión en el tanque ha bajado demasiado para impulsar una turbina.

La empresa también está mejorando la eficiencia del sistema aumentando la cantidad de electricidad que se puede generar. En los sistemas convencionales, el calor generado por la compresión del aire se pierde en la atmósfera. Para generar electricidad, el aire comprimido frío debe calentarse a medida que se expande, lo que requiere combustible.

La tecnología de SustainX reduce en gran medida esta pérdida de calor. Comprime el aire utilizando electricidad para impulsar los pistones dentro de los cilindros. Para liberar energía, el aire en expansión impulsa los pistones en reversa, lo que impulsa un generador. Un fino rocío de agua dentro de los cilindros absorbe el calor generado durante la compresión. El agua caliente se almacena y se pulveriza de nuevo en los cilindros durante la expansión, por lo que el sistema no necesita combustible adicional para calentar el aire. El rocío de agua aumenta la eficiencia energética del proceso del 54 al 95 por ciento, dice el cofundador de la empresa, Ben Bollinger.

Kepshire dice que el sistema puede suministrar energía por menos que las plantas de gas natural que se utilizan para suministrar electricidad en los picos de demanda.

SustainX es una de las pocas empresas que trabajan en tecnología de almacenamiento de aire comprimido isotérmico. El otro jugador importante en el campo, Newton, con sede en Massachusetts Compresión general , recaudó recientemente más de $ 50 millones para su sistema, que utiliza una turbina eólica para alimentar el compresor y la unidad de expansión de aire. Solo hay dos instalaciones de almacenamiento de energía de aire comprimido en funcionamiento en el mundo, una en Alabama y otra en Alemania, por un total de 440 megavatios. Se están construyendo dos proyectos en los Estados Unidos: una instalación de 300 megavatios en el condado de Kern, California, y una instalación de 145 megavatios en Watkins Glen, Nueva York.

El almacenamiento de aire comprimido isotérmico tiene el potencial de ser más eficiente energéticamente que los sistemas convencionales, pero las demostraciones a gran escala serán la prueba, dice Mark Johnson, director de programas de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía del Departamento de Energía de EE. UU. Podría tomar cinco años o más para que tales sistemas resulten económicos y encuentren un uso generalizado, dice.

Robert Schainker, ejecutivo técnico senior de la Instituto de Investigación de Energía Eléctrica en Palo Alto, California, dice que el almacenamiento sobre el suelo se limitará a menos de cuatro horas de almacenamiento; para grandes cantidades de almacenamiento, la economía se ve mejor para las cavernas subterráneas. Agregar un kilovatio hora de almacenamiento a una caverna podría costar $ 2, dice, en comparación con $ 250 por agregar un kilovatio hora de tanques de almacenamiento.

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