El almacenamiento de energía térmica (Thermal Energy Storage – TES) está ganando un interés creciente en diversos sectores industriales y energéticos debido a su potencial para ofrecer soluciones sostenibles y eficientes en la gestión energética.
Los medios de almacenamiento térmico tradicionales, como las sales fundidas, presentan desafíos significativos en términos de sostenibilidad ambiental debido a su extracción y procesamiento. Frente a esta problemática, se han intensificado los esfuerzos para desarrollar alternativas más sostenibles, con el foco puesto en la investigación y desarrollo de nuevos materiales sólidos que puedan servir como medios de almacenamiento térmico eficientes y ecológicos, que presenten apropiadas características termo-físicas y mecánicas, y que, además, ofrezcan garantías de durabilidad y respuesta en condiciones de uso específicas.
Entre estos, los subproductos industriales (como las escorias negras de horno de arco eléctrico de acería) y otros materiales, como rocas naturales, cerámicas o ciertos materiales sintéticos, tienen un importante potencial para abrir nuevas oportunidades en el campo de la energía renovable y la eficiencia energética. Sin embargo, es necesario asegurar sus propiedades de durabilidad para las condiciones de aplicación específicas en cada caso: rango de temperaturas de operación, fuerzas mecánicas a las que están sometidas los materiales, ciclos mecánicos y térmicos… etc.
AZTERLAN acompaña a la industria y al sector energético en el desarrollo de nuevos medios de almacenamiento térmico basados en lechos granulares a través del desarrollo y la validación del comportamiento termo-mecánico de materiales alternativos.
- Alta densidad energética: El material debe tener una elevada capacidad de almacenamiento de energía por unidad de volumen, permitiendo sistemas de almacenamiento compactos y eficientes
- Excelente transferencia de calor: Es crucial que el material posea una alta conductividad térmica para facilitar una rápida carga y descarga del calor almacenado, mejorando la eficiencia del sistema
- Estabilidad térmica: El material debe mantener sus propiedades físicas y químicas estables cuando se expone a altas temperaturas durante períodos prolongados, asegurando un rendimiento consistente
- Resistencia a la corrosión: Para garantizar la durabilidad y el rendimiento a largo plazo, el material debe ser resistente a la corrosión, especialmente en entornos industriales donde puede estar expuesto a diversas sustancias
Industrias intensivas en energía como la siderurgia, la fundición o la química dependen de grandes cantidades de calor para sus procesos productivos. La implementación de sistemas de almacenamiento de energía térmica para recuperar y reutilizar el calor residual ofrece a estas industrias una oportunidad para optimizar su gestión energética, resultando en una reducción significativa de costos operativos y emisiones de carbono.
Las plantas de energía solar concentrada y otras fuentes renovables están integrando sistemas de almacenamiento térmico para superar el desafío de la intermitencia. Esta tecnología permite capturar y conservar el excedente energético producido en horas pico, facilitando así una generación eléctrica estable y continua, incluso durante períodos de baja producción solar o eólica.
AZTERLAN ha desarrollado un innovador equipo para evaluar el comportamiento y durabilidad de diversos materiales y subproductos granulares bajo condiciones de almacenamiento térmico:
- Simular ciclos térmicos acelerados que reproduzcan las condiciones operativas de sistemas de almacenamiento de energía térmica
- Evaluar la resistencia mecánica y estabilidad de los materiales frente a ciclos térmicos repetitivos (fenómeno de ratcheting)
- Estudiar la compactación y los cambios volumétricos del lecho granular (Mediante el uso de la tomografía computarizada, se logra visualizar la compactación de la muestra después de X ciclos, sin necesidad de extraerla del contenedor)
- Medir la degradación y generación de finos durante la operación
Características del equipo:
- Rango de temperatura: Ambiente - 800°C
- Capacidad: Hasta 8.000 cm3 (8 litros). Ej. Con escorias granulares unos 20kg
- Flujo de aire controlado para simular diferentes condiciones de operación
- Instrumentación avanzada para monitorizar temperatura y deformación
