Científicos chinos logran un avance en el almacenamiento de energía renovable mediante aire comprimido

Investigadores del Instituto de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia China de Ciencias en Fujian han desarrollado una innovadora tecnología que mejora el almacenamiento de energía en sistemas de aire comprimido adiabático (A-CAES, por sus siglas en inglés), una solución para la creciente demanda global de energía renovable y la estabilización de sus fluctuaciones.

Ante el incremento mundial de la energía eólica y solar, surge un reto fundamental: almacenar y gestionar eficazmente estas fuentes de energía que, debido a factores ambientales, suelen ser intermitentes. Los sistemas A-CAES, que comprimen aire para almacenarlo y luego liberarlo para generar electricidad, se han destacado como una alternativa viable.

Sin embargo, los sistemas convencionales, que emplean tanques de aire a volumen constante, presentan una baja densidad de almacenamiento de aire, lo cual limita su capacidad, incrementa el número de tanques necesarios y eleva los costos de infraestructura.

Densidad

De esta manera, el equipo de investigadores de la Academia China de Ciencias desarrolló un método de regulación de temperatura que mejora considerablemente la densidad de almacenamiento. Este método consiste en utilizar agua en circulación para capturar el calor residual durante la fase de descarga del sistema y luego inyectarla a alta temperatura y bajo presión en los tanques de aire.

El proceso, reforzado por un sistema de rociado que optimiza la transferencia de calor, permite incrementar la temperatura del aire, reduciendo su densidad. Este cambio disminuye el aire residual en el tanque y mejora la cantidad efectiva de aire almacenado.

Mayores cantidades

Además, al inyectar un volumen específico de agua caliente en el tanque, parte del espacio de aire se reemplaza por agua, lo cual permite liberar una mayor cantidad de aire comprimido. Durante la fase de carga, el agua se extrae del tanque, y el proceso recupera parte del trabajo de la bomba mediante una turbina, maximizando la eficiencia del ciclo de almacenamiento.

Los resultados de esta investigación son prometedores. La aplicación del nuevo método elevó la densidad efectiva de almacenamiento de aire a 47,24 kg/m3, un 15,08% más en comparación con el sistema A-CAES convencional de 41,05 kg/m3. La eficiencia del ciclo completo de este sistema mejorado alcanzó el 71,71%, prácticamente igualando la eficiencia del sistema tradicional de 71,41%.