Planta de energía en el Reino Unido utiliza aire líquido para almacenar excedentes eléctricos

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Planta de energía en el Reino Unido utiliza aire líquido para almacenar excedentes eléctricos

Simplemind
Esta noticia salió en Menéame, pero no alcanzó portada. Hace referencia a otro sistema para almacenar excedentes en la generación eléctrica y volcarlos a la red cuando sea necesario. Sólo comprimen aire.

Utilizará el excedente de electricidad de los parques eólicos durante la noche para comprimir el aire con tanta fuerza que se vuelva líquido a -196 grados Celsius. Luego, cuando haya un pico de demanda en un día o un mes, el aire líquido se calentará para que se expanda. La ráfaga de aire resultante impulsará una turbina para producir electricidad, que se puede vender a la red. La instalación de 50MW cerca de Manchester almacenará energía suficiente para aproximadamente 50.000 hogares durante cinco horas.



https://www.bbc.com/news/business-54841528
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Re: Planta de energía en el Reino Unido utiliza aire líquido para almacenar excedentes eléctricos

Hertz
Simplemind escribió
Utilizará el excedente de electricidad de los parques eólicos durante la noche para comprimir el aire con tanta fuerza que se vuelva líquido a -196 grados Celsius.
No. Si vuelves aire líquido por presión, la temperatura es de ambiente. Puedes hacer ambas cosas... hacerlo líquido por temperatura o por presión... O parte y parte. Véase el diagrama de fase del compuesto en cuestión.

Lo que sí ocurre es que si liberas la presión y te vas a una atmósfera (presión aproximada a nivel del mar), el nitrógeno tiene un punto de cambio de fase líquido/gaseoso a esa temperatura. Es decir... puedes hacerlo líquido por presión, en máquinas especializadas, y luego liberar la presión, lo que hará que hierva y la temperatura caiga. Una vez alcance esa temperatura, se mantendrá líquido por sí mismo incluso a una atmósfera. Y es más fácil aislar térmicamente y tener una fuga reducida que tener inmensos y peligrosos tanques a alta presión. Así que en según que circunstancias, es útil.

Las pérdidas tienen relación con la superficie, mientras que la retención de diferencia de temperatura lo tiene con el volumen. Eso significa que un tanque más grande tarda más tiempo en igualar su temperatura con el material circundante. Ese es el motivo por el que un hielo en una bebida tarda más en descongelarse cuanto más grande es. O de forma más extrema, porqué un planeta tiene un núcleo más caliente cuanto más grande es. Tiene mayor aislante térmico (aunque influyen muchas otras cosas).

Por tanto, si lo que se busca es un almacenamiento energético barato y asumes las pérdidas, fabricar inmensas cantidades de nitrógeno líquido y almacenarlo en tanques enormes no es tan mal sistema. Vas ganando eficiencia térmica con el tamaño del tanque, hasta el punto que con tanques enormes probablemente puedas almacenar energía de duración estacional (meses).

El defecto es que el mismo ciclo de convertir nitrógeno en líquido y usar luego la diferencia de temperatura para producir energía es un proceso bastante ineficiente de origen... aunque supongo que no muy diferente al hidrógeno, por ejemplo.

De todas formas, planteándolo como un sistema de balanceo estacional, veo más sentido lo opuesto. Almacenamiento térmico de calor. El problema de los tanques viene a ser similar, y cuando vayas a usarlo, tienes además un residuo térmico útil si los sistemas de almacenamiento energético son de nivel "barrio/distrito" mediante conducciones de calor. De esa forma usarías un primer ciclo de turbina para generar electricidad y luego el calor residual lo podrías reciclar para agua caliente sanitaria.
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Re: Planta de energía en el Reino Unido utiliza aire líquido para almacenar excedentes eléctricos

alb.
Toda la tecnologia necesaria para realizar este almacenamiento, es bien conocida. La dificultad e innovacion esta en como combinar y dimensionar las partes, para optimizar e integrar el sistemas para hacerlo eficiente.

En contra de lo que pudiera parecer en un principio, las restricciones de la ciclos termodinamicos no son tan restrictivas y se podria llegar a tener rendimientos superiores al 80%.

Yo creo que la clave pasa por integrarlo con otros procesos de la industria.

Por poner un ejemplo, tenemos una fabrica de cafe soluble.  En la fabricacion de cafe soluble, se utiliza calor para hacer el cafe... y luego frio para liofilizarlo(secado por congelacion).

Actualmente se utiliza gas natural  para producir vapor con la que calentar el cafe y electricidad para producir frio para la liofilizacion.

Pero se puede utilizar un sistema de almacenamiento de aire liquido.  En las horas en las que la electricidad este barata se comprime adiabaticamente aire. el calor producido en la compresion se extrae y almacena en forma de sales fundidas o aceites termicos.
El aire comprimido frio, se expade hasta licuarlo, y se almacena.

Tanto el frio como el calor se utiliza en el proceso de producción de cafe y en la generación de electricidad cuando esta este cara.

Otra opcion es instalar grandes sistemas de almacenamiento en poligonos industriales  que ademas de electricidad ofrezcan calor y frio como servicio.  Aprovechar la licuefaccion del aire para su destilado obteniendo oxigeno, nitrogeno, argon etc.
Integrar el almacenamiento de calor, con paneles termicos, de modo que parte del calor se obtenga directamente del sol. etc.

Conseguir integrar todos los sistemas es complicado... pero tambien son jodidamente complicadas las refinerias y ahi estan.