El almacenamiento de energía térmica consiste en calentar o enfriar una sustancia para conservar energía y utilizarla posteriormente . En su forma más simple, este proceso incluye calentar agua durante periodos de alta energía, almacenarla y luego utilizarla. Para ello, se utilizan diversas opciones de almacenamiento, como agua, tanques llenos de hielo picado, tierra o grandes masas de agua subterránea.
Definido como una tecnología que permite la transferencia y el almacenamiento de energía térmica, el almacenamiento de energía térmica se integra con soluciones energéticas modernas como las tecnologías solar e hidroeléctrica. Durante los periodos de baja demanda eléctrica, se genera y almacena agua fría o caliente, que posteriormente se extrae y distribuye durante los periodos de máxima demanda. El tanque de almacenamiento, equipado con difusores en la parte superior e inferior, facilita la estratificación del agua, creando una capa de transición entre las zonas de agua caliente y fría. La rentabilidad de la electricidad utilizada para la generación de energía térmica es mayor por la noche que durante el día.
¿Cuáles son los tipos de energía térmica?
El almacenamiento de energía térmica emplea diversas tecnologías, ofreciendo tiempos de almacenamiento que van desde horas hasta meses. En las aplicaciones de almacenamiento de energía térmica (TES) se utilizan diferentes propiedades de los materiales, que se clasifican en tres métodos basados en mecanismos térmicos: calor sensible, calor latente y calor termoquímico.
1. El almacenamiento térmico sensible es una opción viable para reducir el consumo de energía y las emisiones de CO₂ , especialmente en edificios residenciales. Este método consiste en utilizar agua o roca para almacenar y liberar calor variando la temperatura del material.
2. Los sistemas de almacenamiento de calor latente almacenan energía modificando el estado del medio sin alterar su temperatura. Los materiales de cambio de fase, aplicados en tecnologías solares y materiales de construcción, pueden almacenar calor latente, lo que permite absorber y almacenar el exceso de calor en los edificios.
3. Los sistemas de almacenamiento de calor termoquímico se basan en reacciones químicas o procesos de sorción en la superficie del material, lo que permite que el material absorba o emita calor.
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¿Cuáles son los beneficios del almacenamiento de energía térmica?
El almacenamiento de energía térmica ofrece varias ventajas:
- Se baja la demanda máxima y estabiliza la demanda general almacenando energía durante los períodos de baja demanda y liberándola durante los períodos de alta demanda.
- It reduce el CO2 emisión, y costos al optimizar el uso de energía durante períodos más económicos cuando hay una mayor proporción de energía renovable disponible.
- It mejora la eficiencia energética general de los sistemas energéticos.
- Desempeña un papel crucial en sistemas de reducción de picos, donde la energía fuera de horas punta impulsa bombas de calor para generar calor o frío, utilizando energía eléctrica rentable y calor residual de fuentes industriales para equilibrar las cargas en el sistema energético.
Véase también: ¿Qué es el embalse en una central hidroeléctrica?
¿Cuál es la necesidad de almacenamiento de energía térmica?
Muchos países priorizan las estrategias de descarbonización, haciendo hincapié en las energías renovables y el aumento de la electrificación, ya que estos enfoques pueden lograr reducciones de emisiones de hasta el 90 %. La disminución de los costos de las energías renovables subraya la importancia de esta transición. Sin embargo, la variabilidad inherente de las fuentes de energía renovables exige un mayor almacenamiento de energía para garantizar un suministro constante de energía limpia durante los períodos de fluctuación, como cuando no hay viento o no hay radiación solar.
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