El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha presentado este martes, 29 de marzo, en Zaragoza, un prototipo de una batería que permite almacenar energía a gran escala y que podría cubrir las necesidades de autoconsumo energético residencial tanto en viviendas aisladas, como en pequeñas comunidades de vecinos, o incluso de pequeños consumidores comerciales.
Se trata de las baterías de flujo redox de vanadio (V-BFR), de 10 kW, una apuesta tecnológica para el almacenamiento estacionario de energía eléctrica con el objetivo de alcanzar una mayor integración de las renovables, superar sus problemas de intermitencia y acelerar la transición energética, ha explicado el CSIC en un comunicado.
El investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Carbono (INCAR) y coordinador del proyecto, Ricardo Santamaría, ha señalado que las baterías de flujo redox «son dispositivos con una gran flexibilidad en los que la energía está almacenada en los electrolitos que contienen las especies redox activas».
En ellas, la potencia y la energía del sistema se pueden configurar de forma independiente, mediante el aumento de la superficie activa de los electrodos, el número de celdas y el volumen de electrolito, «y tienen, además, un ciclo de vida largo que puede superar los 20 años, lo que las convierte en excelentes candidatas para aplicaciones estacionarias, donde otras tecnologías como las baterías de litio no pueden competir, facilitando la penetración de las energías renovables en el mercado».
El científico ha indicado que una de las grandes ventajas de las baterías de flujo redox «es que pueden dimensionarse en potencia y capacidad para dar servicio en aplicaciones de almacenamiento tanto delante, como detrás del contador, es decir, pueden conectarse directamente a plantas de generación conectadas a las redes de distribución o instalarse en los centros de consumo de energía o en su proximidad».
El objetivo final del proyecto, que el CSIC lleva a cabo a través de la Plataforma Temática Interdisciplinar (PTI+) PTI-TRANSENER+, es validar un prototipo de 50 kW conectándolo a una planta de generación de energía renovable, como un campo solar.
PRESENTACIÓN
La presentación de este prototipo ha contado con la participación de representantes del mundo empresarial, autoridades de instituciones y centros de investigación, como la presidenta del CSIC, Rosa Menéndez; la delegada del Gobierno en Aragón, Rosa María Serrano; el director general de Industria y Pymes del Gobierno de Aragón, Carlos Javier Navarro Espada; el director general de Investigación e Innovación, Enrique Navarro; el vicepresidente de Ciencia y Tecnología del CSIC, Jesús Marco; la delegada del CSIC en Aragón, María Jesús Lázaro; y la directora del Instituto de Carboquímica, Isabel Suelves.
La presidenta del CSIC, Rosa Menéndez, ha apuntado que iniciativas como esta «vienen a resolver algunos de los problemas que estamos sufriendo en el campo energético, como el encarecimiento del combustible o la falta de suministros».
Según ha dicho, «esta plataforma interdisciplinar, que nos permite abordar temas relacionados con el cambio climático, la reducción de emisiones y el almacenamiento de energía tiene impacto en cuanto al desarrollo del conocimiento y de la tecnología, además de facilitarle la vida al ciudadano de cara al futuro».
Por su parte, la coordinadora de la PTI-TRANSENER+, Clara Blanco, ha sostenido que tecnología «puede ayudar a las empresas españolas a alcanzar una posición relevante en el entorno europeo ante el reto de mantener la seguridad del suministro en un sistema eléctrico descarbonizado basado en energías renovables».
Esta iniciativa está financiada por los Fondos Next Generation EU, a través del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, concretamente de la Componente 17, Reforma institucional y fortalecimiento de las capacidades del sistema nacional de ciencia, tecnología e innovación.
OBJETIVO
Con la finalidad de validar un prototipo de 50 kW conectándolo a una planta de generación de energía renovable, se ha desarrollado una microrred inteligente formada por la batería de flujo de 10 kW, un campo solar y varias cargas y fuentes programables que permiten simular diferentes consumos.
«Esta instalación permitirá estudiar casos realistas según las necesidades del mercado, con una arquitectura de potencia modular que permite el uso de la batería en modo aislado o conectada a red, ya sea en corriente alterna como en continua», ha comentado el investigador que lidera el grupo del Laboratorio de Investigación en Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión (LIFTEC), Félix Barreras, encargado del diseño de todos los elementos que forman la batería, la tecnología de los sistemas de sellado y cierre y los procesos de fabricación y montaje.
El proyecto cuenta con la participación de grupos de ocho centros del CSIC de toda España: Instituto de Ciencia y Tecnología del Carbono (INCAR); Instituto de Carboquímica (ICB); Laboratorio de Investigación en Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión (LIFTEC), actualmente integrado en el ICB; Instituto de Tecnología Química (ITQ); Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI); Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM); Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB); Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP).
Los fieltros de carbono que se usan como electrodos han sido modificados por el grupo de investigación del INCAR para mejorar sus propiedades electroquímicas, mientras que el grupo del ITQ, dirigido por Antonio Chica, se ha encargado de las membranas y el electrolito.
El módulo de V-BFR de 10 kW incorpora, además, un sistema de gestión de la batería y la energía de desarrollo propio, basado en protocolos de operación compatibles con los estándares industriales, con el que se puede conocer el estado de la batería en todo momento.
Asimismo, el grupo de investigación del Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI), dirigido por Ramón Costa, colabora con el grupo del LIFTEC en el diseño de un sistema de telemetría que permite operar la batería de forma remota y visualizar todas las variables de funcionamiento en tiempo real. También están trabajando en la implementación de técnicas para la predicción del estado de carga (SOC) y de salud (SOH) que permitan la gestión eficiente de los flujos de energía y la prolongación de la vida útil del dispositivo.
