Hibridación de tecnologías renovables y almacenamiento con “baterías de segunda vida”

Dicen que el futuro de las renovables pasa por la hibridación (y el almacenamiento de la energía). Hablamos de instalaciones híbridas renovables cuando se combinan dos o más tecnologías de generación renovable y/o sistemas de almacenamiento. Las ventajas que aportan este tipo de instalaciones son numerosas, pero podríamos destacar las siguientes:

• Mejora del factor de carga de la instalación. Es decir, aprovechar durante más tiempo la energía excedente generada en un periodo de tiempo de baja demanda.
• Reducción de los nuevos puntos de conexión. Dado que los distintos sistemas de generación tienen elementos en común (subestaciones, acometidas, sistemas de gestión y control, etc.), ¿por qué no optimizarlos instalando un único punto de acceso y vertido a la red para varios modelos de generación? De esta manera también contribuiríamos en la reducción del impacto ambiental y de los permisos de acceso a la red por parte de las compañías generadoras.
• Mitigar los efectos de las sobrecargas en la red. Con un sistema híbrido que incluya almacenamiento, es mucho más fácil gestionar y controlar el vertido a la red cuando realmente haya una necesidad de consumo y, además, se puede hacer de una manera proporcionada evitando picos de energía.

Dentro de las distintas tecnologías de hibridación renovable existentes: eólica + fotovoltaica; hidráulica + fotovoltaica; biomasa + solar, etc. la combinación entre tecnología renovable y almacenamiento está tomando un especial protagonismo.

Por un lado, la generación de energías renovables como la eólica o la solar dependen de la disponibilidad de un recurso natural no gestionable. Sin embargo, los sistemas de almacenamiento, aunque dependan de la generación renovable para su carga, son totalmente gestionables en su descarga. De esta manera, al hibridar una o varias tecnologías renovables con una tecnología de almacenamiento, podríamos desplazar los excedentes de generación de momentos puntuales en los que no haya demanda, a momentos de pico de demanda tal como se muestra en el siguiente gráfico:

Actualmente existen numerosas tecnologías de almacenamiento de energía: bombeo hidráulico, supercondensadores, sistemas de aire comprimido, etc. y, por supuesto, distintos tipos de baterías: Li-Ion, de plomo-ácido, REDOX, azufre-sulfuro, grafeno…

Se espera que estos últimos elementos sufran una gran (r)evolución tecnológica a corto-medio plazo, sobre todo, impulsada por la electrificación en el sector del automóvil.

Con la tecnología actual, se estima que la vida útil de las baterías utilizadas en un coche eléctrico está en torno a 3.000 ciclos de carga que, trasladado a tiempo y kilómetros, serían unos 8 años y 150.000 kms. Pasado este tiempo, las baterías pierden su capacidad de ofrecer los picos de energía suficientes requeridos por el vehículo, pero no así su capacidad de almacenamiento. Se estima que, después de esa primera vida de funcionamiento en un coche eléctrico, la batería puede ser operativa hasta 15 años más (fuente Audi AG) en aplicaciones de almacenamiento. Este es el modelo de negocio que está desarrollando nuestro cliente Beeplanet Factory.

Desde Beeplanet aseguran cubrir toda la cadena de valor siguiendo los principios de la economía circular:

1. RECOGIDA: tenemos acuerdos con diferentes OEMs europeos y asiáticos, para recoger y reutilizar las baterías de sus vehículos.
2. DIAGNÓSTICO: hemos desarrollado una metodología propia para conocer en detalle el estado de salud (SoH) de una batería. Seleccionamos las de máxima capacidad para implementarlas en los equipos de almacenamiento. Nuestro sistema de análisis nos permite predecir sus prestaciones y envejecimiento en función de la aplicación.
3. FABRICACIÓN: seguimos los más exigentes estándares de calidad y las consignas de ecodiseño. El conexionado interno se realiza en la instalación, permitiendo una manipulación segura (<30Vdc) desde la salida de fábrica, durante el transporte y hasta la ubicación en destino.
4. INSTALACIÓN: nuestro departamento de ingeniería desarrolla los proyectos llave en mano, haciendo equipo con el cliente final. Además, nuestros productos se comercializan a través de empresas instaladoras.
5. RECICLADO: al término de su segunda vida, reemplazamos la unidad funcional (stack) y la reciclamos para que las materias primas vuelvan a ser útiles en el mercado.

Las aplicaciones de almacenamiento con baterías de segunda vida son numerosas y así lo avalan los distintos casos de éxito que Beeplanet ha conseguido en los últimos años cubriendo los siguientes escenarios:

• Autoconsumo comercial e industrial

(https://beeplanetfactory.com/autoconsumo-comercial-e-industrial/)

Soluciona la intermitencia de la generación fotovoltaica y desacopla la producción del consumo, maximizando el ahorro energético.

• Almacenamiento para infraestructura de recarga

(https://beeplanetfactory.com/almacenamiento-para-infraestructura-de-recarga/)

Asegura la potencia necesaria en cualquier lugar. Habilita la instalación de cargadores rápidos o ultrarrápidos en zonas con acceso limitado a red.

• Almacenamiento para microgrids y plantas renovables

(https://beeplanetfactory.com/microgrids-y-plantas-renovables/)
Soluciones contenerizadas llave en mano para regulación de tensión y frecuencia, respuesta a la demanda o peak shaving.

Cabe destacar la reciente colaboración con una importante fábrica de automoción en Vitoria para cumplir con el siguiente objetivo: implementar un sistema de almacenamiento de energía -con baterías de segunda vida de vehículo eléctrico- para apoyar los puntos de recarga de sus instalaciones y conseguir mayor independencia de la red.

Alimentado por los paneles fotovoltaicos instalados en el tejado de sus instalaciones, implementaron el equipo Power ESS con 42kWh de capacidad, conectando el subsistema a través de un inversor a la red eléctrica interna. El resultado de este proyecto, llave en mano, ha sido el desarrollo de la primera unidad de una solución única de almacenamiento de energía sostenible.

Sin duda se trata de una prueba de concepto para proyectos de mayor envergadura de suministro a través de hibridación de tecnología renovable y almacenamiento con “baterías de segunda vida”.