La empresa suiza Leclanché, especialista en almacenamiento de baterías, y la holandesa S4 Energy, que ha desarrollado su experiencia en el almacenamiento de volantes de inercia, han unido sus fuerzas para desarrollar un innovador sistema híbrido.
Situada en Heerhugowaard, en el norte del país, la instalación, conectada a un parque eólico cercano, será usada por TenneT para estabilizar la frecuencia de la red.
Este es ya el segundo sistema híbrido de este tipo desarrollado por los dos socios a petición de TenneT, el operador de red holandés.
Consta de baterías de 10 MW combinadas con volantes de inercia de 3 MW con una capacidad de almacenamiento de 9 MWh.
Según S4 Energy, la startup ya ha comercializado máquinas de almacenamiento inercial con una capacidad combinada de 19 MW, con otros 6 MW en construcción.
El volante, un viejo principio.
Un volante de inercia almacena electricidad en forma de energía cinética. Consiste en una masa, normalmente un cilindro, que gira alrededor de un eje y está encerrada en una caja protectora.
En la antigüedad, los volantes de alfarero ya contaban con una placa de madera para regular y facilitar el movimiento dado por el pie del artesano. En el siglo XIX, la mayoría de las máquinas de vapor estaban equipadas con volantes de inercia, y en la década de 1920, algunos tranvías belgas y suizos albergaban pesados discos de hierro fundido que pesaban más de una tonelada bajo sus tableros, lo que les permitía desplazarse de una estación a otra sin necesidad de energía. El disco se ponía de nuevo en movimiento mediante la conexión a la red eléctrica en cada parada.
Tecnología usada principalmente para el control de la frecuencia.
En la fase de almacenamiento, un motor conectado al eje convierte la electricidad en energía cinética, lo que aumenta la velocidad de rotación de la masa. En la fase estacionaria, es decir, la conservación de la energía, la velocidad de rotación de la masa debe mantenerse constante. El aporte de energía es entonces mínimo y sólo compensa las pérdidas debidas a la fricción. En la fase de restitución, el motor actúa como un generador y convierte la energía mecánica en electricidad, frenando así la masa.
Mientras que los STEP y las baterías retienen casi toda la energía durante la fase estacionaria sin apenas pérdidas, no ocurre lo mismo con los volantes de inercia, que permanecen en movimiento. Esto causa fricción, lo que provoca pérdidas y autodescarga. Por eso, hasta ahora, los volantes de inercia sólo se han utilizado para aplicaciones que requieren tiempos de almacenamiento limitados, del orden de unas decenas de minutos.
Por lo tanto, el almacenamiento de inercia se utiliza principalmente para el control de la frecuencia y el apoyo a la tensión en las redes eléctricas. La ciudad de Nueva York, por ejemplo, cuenta con una central eléctrica de modesta capacidad (20 MW), pero que, gracias a 200 volantes de inercia, puede restituir en pocos segundos la energía suficiente para ayudar a mantener un suministro regular de electricidad.
Nuevos diseños.
La tecnología también se aplica en nichos de mercado, por ejemplo para alimentar un quirófano de hospital o un centro de datos.
En caso de interrupción de la red, el almacenamiento inercial puede intervenir en una fracción de segundo a la espera de que se pongan en marcha otros medios de generación de energía más potentes, como un generador.
Sin embargo, dado que el almacenamiento de electricidad se ha convertido en una cuestión estratégica en la transición energética, los volantes de inercia se están desarrollando más para garantizar la estabilidad de la producción de energía renovable.
Se han desarrollado varias soluciones para minimizar las pérdidas de energía durante la fase estacionaria: el uso de rodamientos de bolas de alto rendimiento, el encierro del rotor en una cámara de vacío, la suspensión magnética del eje…
También se utilizan nuevos materiales para la masa giratoria. Antes eran de hierro fundido o de acero, ahora son de fibra de vidrio o de carbono, de kevlar…
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