El sector del almacenamiento de energía está experimentando un cambio significativo con la llegada de las tecnologías de refrigeración líquida. Estos innovadores sistemas están diseñados para gestionar el calor con más eficacia que los métodos tradicionales, mejorando el rendimiento y la longevidad de las baterías. A medida que crece la demanda de soluciones fiables y eficientes de almacenamiento de energía, la tecnología de refrigeración líquida, en particular la refrigeración líquida de baterías, se hace indispensable y promete impulsar futuros avances en el sector.
Profundicemos en los detalles de estas tendencias y comprendamos cómo están configurando el futuro de la tecnología de almacenamiento de energía.
Se prevé que el mercado mundial de sistemas de almacenamiento de energía crezca de forma sostenida entre 2024 y 2031, con una tasa de crecimiento anual compuesto estimada en torno al nueve por ciento. En 2023, el mercado se valoró en $256.000 millones, lo que refleja un aumento significativo de la demanda y la inversión.
El mercado se está diversificando hacia sistemas centralizados, distribuidos, cadenas inteligentes y sistemas en cascada de alta tensión:
Las principales tendencias son:
Se espera que Estados Unidos registre un año récord para el almacenamiento de energía, ya que Wood Mackenzie prevé un crecimiento de 45% en 2024, tras un crecimiento de 100% de 2022 a 2023. Esto indica un futuro sólido para las tecnologías de almacenamiento de energía.
Se espera que aumente la adopción de sistemas de almacenamiento de energía en cascada de alto voltaje debido a su capacidad para proporcionar salida directa de alto voltaje, reduciendo las pérdidas del sistema y mejorando la eficiencia.
Las perspectivas para 2024 sugieren una expansión significativa de los sistemas de almacenamiento de energía, especialmente con la integración de sistemas CA/CC, sistemas en cascada de alto voltaje y sistemas de almacenamiento de energía tipo estación.
La tecnología de control de los convertidores conectados a la red ha evolucionado, y los sistemas actuales necesitan funcionar como fuentes de tensión para crear y mantener la estabilidad de la red.
Tecnologías emergentes como el aire comprimido, los imanes superconductores, el almacenamiento subterráneo por bombeo y el almacenamiento de hidrógeno se encuentran en distintas fases de desarrollo, lo que contribuye a diversificar las soluciones de almacenamiento de energía.
La integración de sistemas de almacenamiento de energía tipo estación, que aloja el equipo central dentro de un edificio, ofrece soluciones a problemas como los elevados costes, la complejidad de las operaciones y la adaptabilidad medioambiental.
Entre las tecnologías clave figuran el almacenamiento de iones de litio, térmico, hidráulico por bombeo, de aire líquido y de hidrógeno verde, destacando los sistemas refrigerados por líquido por su máxima eficiencia y seguridad. Con el crecimiento de las energías renovables, las necesidades de almacenamiento han pasado de 100 MWh a GWh, lo que exige una mejor integración y supervisión.
Avances en las baterías de almacenamiento de energía
La atención se centra en el desarrollo de grandes núcleos para mejorar la fiabilidad y resolver los problemas de producción. Las baterías de iones de sodio, aunque menos densas energéticamente, son rentables y funcionan bien a altas temperaturas, pero necesitan más desarrollo para su uso generalizado.
Evolución de la tecnología de convertidores
Los sistemas refrigerados por líquido ofrecen un control rápido y preciso de la temperatura, intercambiadores de calor eficientes, diferencias de temperatura reducidas y adaptabilidad a diversas aplicaciones. Estas ventajas los convierten en la opción preferida para el almacenamiento de energía a gran escala.
Nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de la refrigeración líquida de las baterías. Esta tecnología desempeña un papel crucial en la gestión del desbordamiento térmico, un proceso en el que las altas temperaturas, la sobrecarga o los cortocircuitos internos pueden desencadenar reacciones químicas incontrolables dentro de una batería. Los sistemas de refrigeración líquida están diseñados para inhibir la difusión térmica, ralentizando la propagación del calor dentro de la batería y minimizando los posibles daños. Esto garantiza un rendimiento constante y la longevidad de los sistemas de almacenamiento de energía, lo que hace que las baterías refrigeradas por líquido sean indispensables para las aplicaciones a gran escala.
Los BMS son cruciales para evitar el desbordamiento térmico, que puede provocar incendios o explosiones. Los métodos incluyen:
Si se observa la tendencia de desarrollo, con los continuos avances en la tecnología de las baterías, la aplicación de nuevos materiales y el desarrollo inteligente de los sistemas de gestión de baterías, se espera reducir el riesgo de fuga térmica en los BMS.
La ecualización activa en el SGE es especialmente importante para el almacenamiento de energía industrial y comercial. Estas industrias suelen intentar recuperar rápidamente los costes de inversión y deben adaptarse a los cambios de política. Diseñan estrategias operativas óptimas basadas en políticas tarifarias para poder visualizar y liquidar los ingresos diarios en una plataforma de gestión.
A pesar de estos avances, sigue habiendo problemas debido a factores como el envejecimiento de las baterías y los cambios ambientales externos. Estos factores pueden aumentar la incertidumbre sobre el estado de la batería, dificultando la prevención y el control del embalamiento térmico. Por tanto, para mejorar la seguridad y fiabilidad del sistema, es necesario seguir prestando atención, investigando y practicando la gestión del desbordamiento térmico en los BMS de almacenamiento de energía.
A pesar de los mayores costes iniciales de los equipos, la ventaja económica global de los sistemas refrigerados por líquido es significativa debido a la mejora de la eficiencia operativa, la reducción de las pérdidas del sistema y la integración de funciones como la compensación de potencia reactiva.
La atención, la investigación y la práctica continuas son necesarias para gestionar retos como el envejecimiento de las baterías y los cambios ambientales externos, que pueden afectar a la fiabilidad y la seguridad del sistema.
El futuro del almacenamiento de energía pasa por los avances y la adopción de sistemas de refrigeración líquida. Con su gestión térmica y eficiencia superiores, estos sistemas están llamados a desempeñar un papel crucial para satisfacer la creciente demanda energética de un mundo descarbonizado. La innovación continua y la aplicación estratégica impulsarán el crecimiento y el éxito de las tecnologías de almacenamiento de energía con refrigeración líquida.
He trabajado en la gestión térmica de baterías durante más de 5 años, ocupándome de muchos proyectos internacionales. Si tiene curiosidad sobre los productos o servicios de refrigeración líquida de baterías, ¡no dude en hacerme cualquier pregunta!
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