Avances en el uso de aire comprimido

Las centrales eléctricas con almacenamiento de energía mediante aire comprimido podrían ayudar a almacenar energía eólica en zonas donde casi siempre sopla el viento, o en las que éste es más abundante de noche, cuando la demanda de energía es baja, a fin de poder aprovechar ese excedente de electricidad cuando la demanda sea alta y la generación directa de electricidad no baste.
Estas centrales eléctricas con almacenamiento de energía mediante aire comprimido también pueden pasar de almacenar energía a generar electricidad y viceversa, en cuestión de minutos, permitiendo equilibrar con mayor facilidad los altibajos en la generación de energía eólica, la cual es muy variable.
Todas las centrales eléctricas con almacenamiento de energía mediante aire comprimido basan su trabajo en la misma premisa básica. Cuando la generación de electricidad supera a la demanda, se utiliza esa energía sobrante para alimentar a un potente compresor de aire, el cual introduce aire a presión en una estructura geológica subterránea de almacenamiento. Luego, cuando la demanda de electricidad supera a la generación directa, se deja fluir el aire almacenado hacia la superficie, donde se calienta y circula con rapidez por turbinas que generan electricidad extra. Las centrales con almacenamiento de energía mediante aire comprimido pueden volver a generar hasta un 80 por ciento de la electricidad que consumieron en inyectar aire a presión.
Las dos centrales con almacenamiento de energía mediante aire comprimido existentes en el mundo, una en Alabama, Estados Unidos, y la otra en Alemania, usan cavernas artificiales de sal para almacenar la electricidad excedente.
Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional estadounidense del Pacífico Noroeste (PNNL), en Richland, Washington, y la BPA (agencia federal estadounidense sin ánimo de lucro que comercializa electricidad de centrales hidroeléctricas) ha examinado un enfoque diferente: Usar depósitos subterráneos naturales de roca porosa para almacenar energía renovable.
Centrando su investigación en aplicaciones prácticas inmediatas en territorio estadounidense, el equipo de Pete McGrail y Steve Knudsen examinó datos públicos sobre pozos abiertos en perforaciones para investigación o prospección de gas en la zona de los estados de Oregón y Washington. Los datos fueron suministrados a un modelo digital especial que simula el movimiento de fluidos en el subsuelo, para determinar cuánto aire los diferentes emplazamientos potenciales podrían retener y devolver a la superficie de modo fiable.
El análisis permitió identificar dos lugares particularmente prometedores, aunque con características bastante distintas, que los hacen apropiados para dos tipos muy diferentes de instalaciones de almacenamiento de energía mediante aire comprimido.

Usando energía geotérmica recolectada en las profundidades de la tierra, el aire comprimido que fue inyectado en el subsuelo puede volver a calentarse a medida que regresa a la superficie, y accionar con gran fuerza las turbinas que generan electricidad. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)
El primero de los emplazamientos tendría fácil acceso, por su cercanía, a un gasoducto de gas natural que pasa por allí. Debido a esto, el sitio es idóneo para unas instalaciones convencionales de almacenamiento energético por aire comprimido. En esa configuración clásica, se quema una pequeña cantidad de gas natural para calentar aire comprimido liberado desde la cavidad subterránea de almacenamiento. El aire caldeado es capaz de generar más del doble de electricidad que una central eléctrica típica alimentada por gas natural. En el caso de este primer emplazamiento, la capacidad de generación prevista es de 207 megavatios, y la de almacenamiento de 231 megavatios. Se estima que el costo nivelado de energía sería tan bajo como 6,4 centavos de dólar por kilovatio-hora.
El otro emplazamiento no tiene fácil acceso a gas natural. Así que el equipo de investigación diseñó un tipo diferente de instalación de almacenamiento de energía mediante aire comprimido: Una que utiliza energía geotérmica. Esta instalación híbrida extraería calor geotérmico de las profundidades para alimentar eléctricamente un sistema de enfriamiento que refrigeraría los compresores de aire de la central, haciéndolos más eficientes. También se usaría energía geotérmica para volver a calentar el aire a medida que regresara a la superficie. En el caso de este segundo emplazamiento, la capacidad de generación prevista es de 83 megavatios, y la de almacenamiento de 150 megavatios. Se estima que el costo nivelado de energía sería tan bajo como 11,8 centavos de dólar por kilovatio-hora.
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