La instalación de un sistema de almacenamiento de energía en batería tiene muchas ventajas. Estos sistemas están disponibles para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Para saber más sobre los sistemas de almacenamiento de energía en baterías, lea el siguiente artículo. Tratará sobre las baterías de iones de litio, los inversores, los costes y las aplicaciones. Estas son algunas de las ventajas:
Aplicaciones de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías
Hay muchas aplicaciones para los sistemas de almacenamiento de energía en baterías, pero ninguna es rentable por sí misma. De hecho, un solo sistema puede ser rentable, mientras que el uso de varios puede proporcionar beneficios sustanciales a una empresa. Sin embargo, los beneficios y costes de la combinación de varios sistemas no están claramente expresados. En algunos casos, la combinación de diferentes sistemas es económicamente beneficiosa, y el coste de un sistema puede superar los beneficios de los otros. Es esencial garantizar que los distintos sistemas ofrezcan características operativas y técnicas similares.
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) pueden ayudar a equilibrar la carga de la red eléctrica entre las horas de menor consumo y las de mayor consumo. La demanda de electricidad varía a lo largo del día, según la época del año y otros factores. Una mayor demanda de electricidad durante las horas punta significa un precio más alto, mientras que los precios de la electricidad son más bajos durante las horas valle. Con los sistemas de almacenamiento de energía en baterías, se puede conseguir fácilmente la reducción de picos. El sistema también puede contribuir a la estabilidad de la red garantizando la fiabilidad, que es una característica importante de cualquier sistema eléctrico.
Otras aplicaciones de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías son la creación de microrredes y servicios de red para empresas. Estas microrredes pueden ampliarse y reducirse según las necesidades, lo que las hace rentables y atractivas para las empresas y comunidades en crecimiento. Las facturas eléctricas tradicionales suelen tener tasas de demanda que suponen entre el 30 y el 70% del coste total. Las baterías pueden almacenar energía en los momentos de menor demanda, reduciendo los costes sin comprometer el acceso a la energía. Esto hace que los sistemas de almacenamiento de energía en baterías sean una opción especialmente viable para los clientes sin medición neta.
Baterías de iones de litio
La función básica de una batería de iones de litio es almacenar energía. Los iones de litio son el componente principal de este tipo de baterías, y su comportamiento electroquímico está determinado por el cátodo. El cátodo suele estar formado por un material complejo compuesto de litio, que puede estar compuesto por varios tipos de óxidos metálicos de litio. Diferentes tipos de cátodos tendrán diferentes resultados en términos de rendimiento de la batería. En general, las baterías de iones de litio tienen bajos coeficientes iónicos y de difusión. Esto hace que tengan una baja densidad de energía, lo que en última instancia se traduce en una menor EE y vida útil.
Costes
Los costes de un sistema de almacenamiento de energía en baterías varían considerablemente de un proyecto a otro. Las baterías de iones de litio, que se utilizan habitualmente para los sistemas de almacenamiento de energía, son las más baratas cuando se despliegan en grandes proyectos que utilizan una gran cantidad de electricidad. Pero la mayoría de los proyectos no son tan grandes como para requerir un volumen tan elevado de electricidad. El precio más bajo de las baterías de iones de litio es de 137 dólares por kilovatio-hora (kWh). En cambio, los costes se acercarán a los 150 o 170 dólares por kWh.
Los precios de las baterías de iones de litio han bajado mucho en los últimos años, lo que ha estimulado la inversión masiva en esta tecnología y su fabricación en masa. Pero los precios del litio han subido casi un 900% desde 2021, a pesar de su drástica caída de precio. Mientras tanto, los costes de la energía y el transporte han subido considerablemente como consecuencia de la pandemia de Covid, así como de la guerra en Ucrania. Los precios del litio son ahora más del doble que en 2010.
Aunque los sistemas de almacenamiento de electricidad con baterías tienen un gran potencial de reducción de costes y de despliegue, hay ciertos costes que pueden limitar su adopción. A medida que las instalaciones de fabricación de baterías mejoren, se desarrollarán baterías rentables. Esto podría suponer una disminución de entre el 50 y el 60 por ciento en los costes de instalación de los sistemas de electricidad con baterías para 2030. El coste de las celdas de las baterías podría incluso bajar más, y el coste global de capital de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías podría bajar a 200 dólares por kilovatio-hora en 2030.
Proceso de fabricación
Para conseguir un producto final de alta calidad, los procesos de fabricación de baterías deben digitalizarse e integrarse en un sistema de Industria 4.0. Los gemelos digitales de los procesos de producción permitirán a los ingenieros predecir el rendimiento y la estructura del producto final, y también mejorarán las capacidades de supervisión y optimización. También pueden conectarse en red entre sí para mejorar la eficacia global del proceso de producción. Pero antes de implantar estas tecnologías en la fabricación, es importante comprender su finalidad y sus ubicaciones.
El proceso de fabricación de un sistema de almacenamiento de energía en baterías está estrechamente relacionado con el reciclaje. El ciclo de vida de una batería comienza con la fabricación de sus celdas y termina con su eliminación. Las baterías suelen reciclarse mediante un proceso conocido como «ciclado» o «refabricación». Este proceso es muy especializado y complejo, y es vital que los fabricantes sepan cómo hacerlo con seguridad. Además, la economía circular pretende fomentar el reciclaje de las pilas reduciendo la cantidad de residuos que se generan.
El proceso de fabricación de una célula de batería consiste en una serie de pasos, cada uno de los cuales tiene un impacto variable en el rendimiento y la calidad del producto final. Estos pasos influyen en el funcionamiento de las máquinas, las cadenas de procesos y otros elementos del sistema de producción. El desarrollo de modelos de procesos es el primer paso para llevar a cabo estas simulaciones. Estos modelos describen las características de las unidades de procesamiento y cómo interactúan con el resto del sistema de producción.
Para un análisis de datos más eficaz, los datos del proceso de fabricación de las líneas de producción deben recogerse de diferentes fuentes. Los parámetros del proceso, los dispositivos periféricos y las características del producto deben recogerse y analizarse mediante potentes algoritmos y sistemas informáticos. Los datos de estas mediciones también deben poder distribuirse a los distintos empleados, lo que facilita su intervención durante los tiempos de inactividad imprevistos y la toma de decisiones conscientes para mejorar. Hay algunos pasos clave en el proceso de fabricación que deberían automatizarse para garantizar un mejor producto final.
