Unas colosales esferas almacenarán energía renovable en el fondo del mar

El tema del almacenamiento de energía renovable es una de las constantes de esta página. Ya hemos hablado en otras ocasiones de ambiciosas iniciativas como las megabaterías del parque de Cunningham en Texas, EE. UU., para almacenar grandes cantidades de energía. Las ventajas de este enfoque son múltiples, aunque la más importante es conservar la energía para suministrarla en momentos en los que cae la producción debido a la falta de luz solar o viento, lo que garantiza la estabilidad del sistema.

Esta vez, sin embargo, nos adentraremos en un terreno mucho más experimental: el uso de esferas de gran tamaño que se instalan en el fondo del mar y que podrían constituir una solución de gran eficiencia para este reto. El proyecto, bautizado como StEnSea (Stored Energy in the Sea), es una iniciativa del Instituto Fraunhofer que te explicamos en este artículo.

StEnSea: almacenamiento submarino de energía renovable 

De forma resumida, StEnSea es un sistema de almacenamiento de energía hidroeléctrica submarina que emplea la presión del agua a grandes profundidades para almacenar energía en esferas de hormigón huecas. Estas esferas, con un peso aproximado de cuatrocientas toneladas y un diámetro de nueve metros, se instalan en el lecho marino a profundidades de entre seiscientos y ochocientos metros. StEnSea se basa en un concepto conocido como almacenamiento por bombeo que tiene dos fases:

1. Almacenamiento de energía (fase de bombeo). Cuando hay un excedente de energía en la red, como ocurre en momentos de alta producción de electricidad renovable (por ejemplo, cuando la energía solar o eólica está generando más energía de la que se necesita), esta energía se utiliza para bombear agua fuera de las esferas de hormigón. La esfera se llena de aire y el agua se desplaza hacia el exterior de la estructura.
2. Liberación de energía (fase de generación). Cuando la red necesita más energía, el proceso se invierte. El agua que se ha expulsado de la esfera se deja entrar de nuevo. A medida que el agua entra, su presión aumenta debido a la profundidad del océano. Este aumento de presión hace que el agua empuje una turbina conectada a un generador eléctrico. La energía generada de esta manera se puede inyectar de nuevo en la red eléctrica y utilizarse en función de la demanda.

La gran ventaja de este sistema es la utilización de la presión natural del océano a grandes profundidades, lo que genera una gran cantidad de energía potencial. En ese sentido, cuanto mayor es la profundidad a la que se encuentra la esfera, mayor es la presión sobre el agua.

Los desarrolladores de este nuevo sistema afirman que cada una de estas esferas, que podría aprovechar la energía producida por parques eólicos offshore, almacena suficiente energía para cubrir las necesidades de un hogar estadounidense durante dos semanas.

Ventajas del sistema

• Uso eficiente del espacio: Al estar ubicadas en el fondo marino, estas esferas no requieren grandes extensiones de terreno, algo especialmente valioso en áreas urbanas o regiones con limitaciones de espacio.
• Durabilidad y sostenibilidad. El hormigón es un material resistente que puede soportar las condiciones extremas del fondo marino durante décadas. Se estima que las esferas tendrán una vida útil de entre cincuenta y sesenta años.
• Compatibilidad con energías renovables. Este sistema es ideal para complementar fuentes de energía intermitentes como la solar y la eólica al proporcionar almacenamiento de larga duración y estabilidad a la red eléctrica.
• Escalabilidad y modularidad. El diseño modular permite instalar múltiples esferas en diferentes ubicaciones, con lo que el sistema se adapta a las necesidades específicas de cada zona y permite aumentar la capacidad de almacenamiento según sea necesario.

Grandes desafíos (y una ambiciosa prueba piloto) por delante

A pesar de sus ventajas en el terreno de la transición energética, el proyecto StEnSea se enfrenta a varios retos técnicos y económicos. La construcción y despliegue de las esferas requieren cuantiosas inversiones, y la tecnología aún está en fase de prueba. Sin embargo, parece que los resultados obtenidos en las primeras pruebas realizadas en el lago de Constanza en Alemania son prometedores.

El próximo paso será la instalación de un prototipo a gran escala producido por medio de impresión 3D frente a la costa de Long Beach, California, para finales de 2026. El objetivo es desarrollar esferas con un diámetro de hasta treinta metros e instalar parques submarinos que se conviertan en reservas de energía limpia.

Una batería de arena

Las esferas del Instituto Fraunhofer no son la única tecnología que nos ha llamado la atención últimamente en el campo del almacenamiento de la energía renovable. Hace un tiempo hablamos de una prueba piloto que se está llevando a cabo en un pueblo de Finlandia que almacena energía térmica en una gran batería de arena. Esta tecnología se basa en una resistencia que se calienta con el paso de la electricidad y aprovecha el bajo coeficiente de transferencia térmica del dióxido de silicio de la arena para evitar la disipación del calor.

El sistema almacena el calor generado por medio de energía solar, alcanzando temperaturas de hasta 500^o C, y lo libera gradualmente. Esta batería de arena, con una capacidad de almacenamiento de hasta 8 MWh, ya está operativa en la localidad de Kankaanpää, donde se utiliza para calentar edificios residenciales y una piscina municipal durante el invierno.  

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Fuentes:

• Instituto Fraunhofer