Una nueva batería de arena finlandesa superaría al litio para almacenar energía renovable

Investigadores finlandeses instalaron la primera "batería de arena" completamente operativa, la cual puede almacenar energía verde durante meses y asegurar el suministro continuo durante todo el año. Tras superar con éxito la fase piloto de pruebas, investigadores finlandeses han puesto en marcha en una central eléctrica la primera batería de arena capaz de almacenar energía eólica y solar durante meses registrando mínimas pérdidas de calor. Es decir, aunque no sea una batería al uso, funciona como tal.

Este dispositivo de casi siete metros de altura es capaz de albergar unas 100 toneladas de arena de construcción y según sus creadores, puede almacenar suficiente energía renovable y barata como para calentar 100 hogares durante quince días en la ciudad de Vatajankoski en Kankaanpää (Finlandia).

El dispositivo utiliza arena de bajo grado que es calentada con electricidad económica producida con energía solar o eólica. La arena almacena calor a unos 500 °C, que puede utilizarse luego para calentar hogares en la temporada fría cuando la energía es más cara.

Tanto políticos como ciudadanos en Finlandia están preocupados por la posible escasez de calor y luz especialmente durante el largo y frío invierno finlandés. De acuerdo a lo indicado por BBC, Finlandia importa de Rusia la mayor parte del gas que consume y la guerra en Ucrania ha intensificado el interés en alternativas viables. Recientemente, Moscú suspendió el suministro y electricidad al país nórdico por su solicitud de ingreso a la OTAN.

En este contexto, surgió la iniciativa de la Polar Night Energy en la instalación del primer sistema comercial con una batería de arena en Kankaanpää, una ciudad al oeste de Finlandia. El nuevo diseño fue instalado en la planta generadora de Vatajamkoski, que suministra electricidad al distrito local

El sistema de almacenamiento de calor real es un contenedor de acero de aproximadamente 4 metros de ancho y 7 metros de alto que tiene un sistema de almacenamiento de calor automatizado y cien toneladas de arena en su interior. Como material, la arena es duradera y económica y puede almacenar una gran cantidad de calor en un volumen pequeño a una temperatura de entre 500 y 600 grados centígrados.

El proceso comienza con electricidad producida a bajo costo utilizada para calentar la arena a una temperatura de hasta 500 °C por resistencia (el mismo proceso utilizado en los calentadores eléctricos). Una corriente de aire caliente es recirculada en la arena, que pierde calor muy lentamente y es un medio muy efectivo para almacenarlo.

Los ingenieros aseguran que su batería puede mantener la arena a unos 500 °C durante meses. Cuando los precios de la energía suben, la batería puede liberar aire a altas temperaturas para calentar el agua en el sistema de calefacción distrital, que a su vez caldea hogares y oficinas.

"Es realmente simple, pero nos gustó la idea de probar algo nuevo, de ser los primeros en el mundo en hacerlo", señaló Pekka Passi, director de la planta generadora de Vatajankoski.

Otros grupos de investigación, como el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, ya están estudiando activamente la arena como forma viable de batería para la energía verde.

De momento, los finlandeses son los primeros que cuentan con un sistema comercial en funcionamiento, y que "de momento funciona bien" según Pekka Passi, el director general de la central eléctrica de Vatajankoski.

Cómo funciona la batería de arena finlandesa

La solución de Polar Night Energy en realidad es sencilla, pues utiliza el exceso de electricidad procedente de fuentes de energía renovables convirtiéndola en calor resistivo y almacenándola para su uso posterior.

Esta batería de arena es casi como una especie de tostadora eléctrica de gran tamaño, pues en lugar de mover electrones, mueve aire caliente a través de un sistema de tuberías que corre a través de la arena mediante un intercambiador de calor, llevándola a unos 500 ºC de temperatura media (aunque puede llegar a alcanzar los 1000 ºC).

Este calor se puede almacenar "durante tres meses o más con una eficiencia de más del 90 %", según Tommi Eronen y Markku Ylönen, los creadores de esta idea. El acumulador tiene una potencia calorífica de 100 kW y una capacidad de 8 MWh, aunque sus creadores piensan que "es posible aumentar su capacidad hasta 20 GWh".

Así, en los períodos más duros del invierno cuando el viento deja de soplar, el sol no brilla y la energía es más cara, la energía almacenada en esta batería gigante se puede canalizar y bombear al sistema de calefacción urbana, que en Finlandia funciona a través de un sistema de tuberías y conductos subterráneos que alimenta hogares, negocios, instalaciones públicas, etc.

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