Uno de los problemas prácticos más grandes para evitar que las energías renovables superen a los combustibles fósiles es la cuestión de cómo almacenarlo. Cuando el sol está brillando, o cuando el viento sopla más fuerte, el sistema de energía extrae un poco de energía en una batería para usarla durante los días nublados sin brisa, y la cantidad de energía que puede ahorrar está directamente relacionada con la calidad de nuestras baterías. Hacer mejores sistemas de almacenamiento de energía es una prioridad para muchos científicos, incluidos los del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, que han desarrollado un concepto para lo que llaman un "sol en una caja".
El sistema dirigiría el exceso de energía a tanques de silicio fundido al blanco. Esa parte candente es importante, porque el diseño tomaría la luz del metal incandescente y la convertiría de nuevo en electricidad. Los científicos estiman que esto costaría alrededor de la mitad que la forma más barata actual de energía renovable lista para escalar a una red completa, el almacenamiento hidroeléctrico bombeado.
"Incluso si quisiéramos ejecutar la red de fuentes renovables en este momento, no podríamos, porque necesitaríamos turbinas de combustible fósil para compensar el hecho de que el suministro renovable no se puede enviar a pedido", dice Asegun Henry, un asociado Profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica, en un comunicado de prensa. "Estamos desarrollando una nueva tecnología que, de ser exitosa, resolvería el problema más importante y crítico de la energía y el cambio climático, a saber, el problema del almacenamiento".
El sol en una caja funciona a través de lo que se llama "energía solar concentrada". Es la tecnología que existe hoy en día, al almacenar sal fundida en tanques atmosféricos. Esa sal fundida funciona de manera muy similar a como lo hace el sistema hipotético de MIT: la sal se calienta a 1.050 grados Fahrenheit (566 ° C), generando vapor que se puede convertir en energía.
La diferencia es el costo. El equipo de Henry afirma que su sistema de silicio operaría a un menor costo, creando más oportunidades. Mientras que compañías como SolarReserve afirman que su sal fundida es "competitiva en costos con cualquier nueva construcción de carbón, gas natural o tecnología nuclear", el equipo de Henry ve la posibilidad de hacer que los precios bajen aún más.
"Esta tecnología ha existido por un tiempo, pero el pensamiento ha sido que su costo nunca bajará lo suficiente como para competir con el gas natural", dice. "Así que hubo un impulso para operar a temperaturas mucho más altas, por lo que podría utilizar un motor térmico más eficiente y bajar el costo".
Buscando alternativas a la sal, el equipo de Henry finalmente se convirtió en silicona. Detrás del oxígeno, el silicio es el elemento más abundante en la Tierra, ya que comprende el 25.7 por ciento de la corteza terrestre en peso. También tiene la capacidad de soportar temperaturas de más de 4,000 grados F.
No son los primeros investigadores de energía verde en considerar la fusión del elemento. Compañías como 1414 Degrees se han nombrado después del punto de fusión del silicio y otros investigadores también han visto los beneficios. Pero mientras que los proyectos apuntan a crear un sistema de almacenamiento térmico usando el calor que emitiría el silicio, el proyecto de MIT utiliza un panel solar llamado fotovoltaico de conexiones múltiples para capturar la luz.
Después de decidir sobre el silicio, el equipo tuvo que trabajar en la construcción de un tanque para mantener algo tan caliente durante períodos prolongados. Hubo una sugerencia inicial de grafito, que es muy fuerte pero también preocupó al equipo: a esas temperaturas, ¿no reaccionaría con el silicio para formar carburo de silicio, un abrasivo bien conocido, que podría corroer el tanque?
Durante la prueba, con el silicio líquido almacenado a 3,600 grados F durante aproximadamente una hora, el silicio se transformó en carburo de silicio. Pero en lugar de corroer el tanque, lo protegió. El carburo formó una capa delgada alrededor del tanque, creando una especie de piel protectora.
"Se adhiere al grafito y forma una capa protectora, impidiendo una mayor reacción", dice Henry. "Así que puedes construir este tanque con grafito y el silicio no lo corroe".
El sistema sería geográficamente ilimitado, dice Henry, lo que significa que la energía podría almacenarse incluso en lugares donde el sol no es particularmente brillante. Geográficamente, las fuentes de energía ilimitadas son cada vez más viables como fuentes de energía, como lo confirma el reciente anuncio de pozos de gravedad en la India.
"Esto es geográficamente ilimitado, y es más barato que la energía hidroeléctrica bombeada, lo que es muy emocionante", dice Henry. "En teoría, esta es la pieza clave para permitir que la energía renovable alimente toda la red".
Fuente: MIT
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