Acumulador de energia electrica

Significado de la batería de acumulación

Los sistemas de almacenamiento de energía mecánica aprovechan las fuerzas cinéticas o gravitacionales para almacenar la energía introducida. Aunque la física de los sistemas mecánicos suele ser bastante sencilla (por ejemplo, hacer girar un volante de inercia o levantar pesos en una colina), las tecnologías que permiten el uso eficiente y eficaz de estas fuerzas son especialmente avanzadas. Los materiales de alta tecnología, los sistemas de control por ordenador de última generación y el diseño innovador hacen que estos sistemas sean viables en aplicaciones del mundo real.
Un volante de inercia es un dispositivo mecánico giratorio que se utiliza para almacenar energía rotativa que puede ser utilizada instantáneamente. En el nivel más básico, un volante de inercia contiene una masa giratoria en su centro que es accionada por un motor – y cuando se necesita energía, la fuerza giratoria impulsa un dispositivo similar a una turbina para producir electricidad, reduciendo la velocidad de rotación. Un volante de inercia se recarga utilizando el motor para aumentar de nuevo su velocidad de rotación.
La tecnología de los volantes de inercia tiene muchas propiedades beneficiosas que permiten mejorar nuestra red eléctrica actual. Un volante de inercia es capaz de capturar la energía de fuentes de energía intermitentes a lo largo del tiempo, y entregar un suministro continuo de energía ininterrumpida a la red. Los volantes de inercia también son capaces de responder a las señales de la red de forma instantánea, lo que permite regular la frecuencia y mejorar la calidad de la electricidad.

Coche con batería de acumulación

El rápido aumento en muchas partes del mundo de la capacidad de generación por parte de fuentes de energía renovables intermitentes, especialmente la eólica y la solar, ha supuesto un fuerte incentivo para desarrollar el almacenamiento de energía eléctrica a gran escala. Debido a la creciente cuota anual (deseada o impuesta) de energía eléctrica procedente de tecnologías renovables sujetas a flujos de energía naturalmente fluctuantes (como la solar fotovoltaica y la eólica), caracterizadas por factores de carga relativamente bajos, se espera que las capacidades instaladas combinadas de esas tecnologías en el futuro sean mucho mayores que la demanda eléctrica máxima típica/convencional.*
* «La lamentable costumbre de algunos círculos de utilizar ciegamente la palabra ‘energía’ como sinónimo de ‘electricidad’ debe evitarse en el contexto del almacenamiento. La ‘potencia’ se carga en un dispositivo de almacenamiento o se descarga de él, pero es la ‘energía’ la que se almacena».  – Projected Costs of Generating Electricity 2020, International Energy Agency & Nuclear Energy Agency.
La medida en que se pueda desarrollar el almacenamiento de electricidad determinará el grado en que esas fuentes renovables intermitentes puedan desplazar a las fuentes despachables, tomando el excedente de energía en ocasiones y cubriendo las brechas de intermitencia.  Hay cuestiones de escala – potencia y capacidad energética – que se indican a continuación en casos particulares. Además, una parte de la energía almacenada debe estar disponible en forma de electricidad durante días y semanas, aunque hay muchas posibilidades de almacenamiento a corto plazo en minutos y horas. La rentabilidad es clave, por lo que hay que determinar claramente tanto el valor como el coste para comparar las distintas tecnologías de almacenamiento eléctrico en una variedad de aplicaciones y servicios.

Acumulador de vidrio

Un acumulador es un dispositivo de almacenamiento de energía: un dispositivo que acepta energía, la almacena y la libera según sea necesario. Algunos acumuladores aceptan energía a una tasa baja (baja potencia) durante un intervalo de tiempo largo y entregan la energía a una tasa alta (alta potencia) durante un intervalo de tiempo corto. Algunos acumuladores aceptan energía a un ritmo alto durante un intervalo de tiempo corto y entregan la energía a un ritmo bajo durante un intervalo de tiempo más largo. Algunos acumuladores suelen aceptar y liberar energía a ritmos comparables. Varios dispositivos pueden almacenar energía térmica, energía mecánica y energía eléctrica. La energía suele ser aceptada y entregada en la misma forma. Algunos dispositivos almacenan una forma de energía diferente a la que reciben y entregan realizando una conversión de energía en la entrada y en la salida.
Entre los ejemplos de acumuladores se encuentran los acumuladores de vapor, los muelles de tracción, el almacenamiento de energía en volantes de inercia, los acumuladores hidráulicos, las baterías recargables, los condensadores, los inductores, los alternadores pulsados compensados (compulsores) y las centrales hidroeléctricas de bombeo.

Retroalimentación

El acumulador almacena una cantidad limitada de energía cuando la producción disponible supera la demanda, y la libera en el caso contrario. El acumulador puede almacenar hasta 5 MJ de energía. Su velocidad máxima de carga/descarga es de 300 kW. Si se conecta a una red de circuitos, un acumulador emitirá su nivel de carga, como un número entero de 0 a 100, a una señal determinada.
Los acumuladores pueden utilizarse para aislar dos redes de alimentación separadas, lo que tiene varios usos. Dado que los acumuladores tienen una prioridad de entrega inferior a la de cualquier otra entidad, esto garantiza que sólo reciban energía cuando les quede suficiente después de alimentar a todas las demás entidades de una red. Al mismo tiempo, los acumuladores también pueden utilizarse para entregar energía en otra red eléctrica, y pueden cargarse y descargarse al mismo tiempo. Consideremos el siguiente ejemplo:
Las dos redes eléctricas A y B no están conectadas directamente entre sí: Están conectadas sólo a través de los acumuladores, que son compartidos por ambas redes. Esto se consigue estableciendo postes eléctricos para cada red conectada a los acumuladores, y asegurándose después de que los conjuntos de postes no están conectados entre sí (lo que puede hacerse fabricando un cable de cobre y arrastrándolo entre dos postes conectados para cortar la conexión, exactamente como se hace para desconectar los cables de un circuito).