Baterías de flujo: La opción para impulsar las energías renovables a nivel Red.

¿Qué son las baterías de Flujo y quienes son los principales productores?


Las baterías de flujo a grandes rasgos se tratan de baterías de gran tamaño que se diferencian del resto de baterías al tener los químicos necesarios para el flujo de energía almacenados de forma externa en forma de tanques de electrolitos, conectados a una membrana de flujo que funciona como un transformador de energía química a eléctrica.


Diagrama de batería de flujo. Solar Reviews 2024

Los mayores productores de baterías de flujo en la actualidad son China y Rusia con sus baterías de Vanadio, aunque existen algunos modelos experimentales de otro tipo de compuestos como el Zinc-Bromo, o las orgánicas estas aún no llegan al potencial de producción y/o parámetros de viabilidad que las primeras ya alcanzaron, estas se perfilan como una de las alternativas más viables para reducir la intermitencia de las energías renovables.


¿Cómo funcionan?


El funcionamiento de las baterías de flujo es un tanto diferente al funcionamiento de un sistema de baterías convencional, este sistema separa los ánodos del almacenamiento, principalmente al existir una corriente de entrada, es decir cuando el sistema está recibiendo energía el tanque de electrolitos se empieza a cargar de electrones mediante un proceso llamado oxidación, almacenandose en el fluido de electrolitos ánodos conectado al polo negativo del área de membrana.

Posteriormente al conectarse la membrana a un sistema que demande energía los electrones fluyen por medio de un proceso de oxidación hacia el electrolito cátodo, y durante el proceso estos pasan por la membrana lo que permite aprovecharlos como energía eléctrica. 


Funcionamiento de una batería de Vanadio al momento de descarga. Solar Reviews 2024

Este tipo de sistemas basan su capacidad de almacenar energía en el volumen de los tanques de electrolitos, lo que permite determinar fácilmente la capacidad de las baterías y permite dimensionar estos sistemas de manera sencilla para su posterior aplicación como respaldo en sistemas de generación eléctrica de origen renovable. 

Según expertos en el área como la doctora Kara Rodby este tipo de sistemas permiten un ajuste enfocado en las necesidades, ya que en las palabras de la doctora si se necesita aumentar la capacidad solo es necesario aumentar el tamaño de los tanques y si se requiere aumentar la potencia solo se ajusta el reactor con membrana. 

A pesar de que este se trata de un sistema que tiene una mayor degradación en referencia a otras baterías ya que los electrolitos tienden a perder sus propiedades con una mayor facilidad, se trata de un sistema que es fácilmente mantenible a largo plazo.


¿De qué manera pueden ayudar a descarbonizar al sector energético?


En la actualidad los sistemas de energía renovable se perfilan cada vez más como una alternativa viable para reemplazar a las actuales plantas de carbón, combustóleo y gas natural. Sin embargo, uno de los principales obstáculos que estas tecnologías enfrentan de manera constante es su intermitencia, ya que estos sistemas dependen en gran medida de la disponibilidad de la fuente de energía, como lo son el Sol, el Viento y las Olas.

Las baterías de flujo con su alta capacidad de almacenamiento eléctrico y sencilla adaptación de tanque y reactor permite almacenar energía en los horarios en los que existe una alta generación ya sea por viento, sol o las olas, mientras que la demanda sea menor.

De esta manera se puede realizar una configuración que “permita el tener energía con solo presionar un switch” eliminando completamente la intermitencia de estos sistemas.

Siendo más baratas y configurables que el resto de baterías disponibles las baterías de flujo brindan confianza y estabilidad a los sistemas de energía renovable, que día con día reducen su costo total.

 Prometiendo que se reduzca el uso de las contaminantes plantas de carbón o gas natural, reduciendolas a ser “centrales punteras” es decir que solo se activan en los momentos de alta demanda.


Casos de aplicación 


Las baterías de Vanadio ya comienzan a reemplazar a las baterías de Ion-litio en países como Taiwán, Bélgica, Australia, Marruecos y Estados Unidos(California) presentándose como una opción más barata y duradera de almacenamiento ya que se estima que estas tienen un tiempo de vida de 20 años y el vanadio dentro de las mismas puede ser reutilizado en diferentes ocasiones.


Bibliografía

Hahn, D. (2024, 1 noviembre). What in the world are flow batteries? Solar Reviews. https://www.solarreviews.com/blog/what-are-flow-batteries

Stauffer, N. W. (2023, 25 enero). Flow batteries for grid-scale energy storage. MIT Energy Initiative. https://energy.mit.edu/news/flow-batteries-for-grid-scale-energy-storage/

Rivero, N., & Wright, E. (2024, 26 noviembre). These batteries could harness the wind and sun to replace coal and gas. Yahoo. https://www.yahoo.com/news/batteries-could-harness-wind-sun-172548718.html?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly9vdXQucmVkZGl0LmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAAGZ96iEZQjxxY_RtbOjCEmFzRySht9iqAEw4HAwaPb43P7ZnRWdO01KXtSP1qnLWz_6HMJqrnQTOfQSfP7MdCFhKT8HbvqyPuPbS9uriiyPuu_oIV0hNu-fxO6ObZzQasaZp3uVo2jBv8mMBIMR6VcXguyP7m6oNrDDY7M-d6SO

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