Un equipo de investigadores del Instituto de Energía Solar (IES-UPM) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) está desarrollando un novedoso sistema que permite almacenar energía en silicio fundido, el elemento más abundante de la corteza terrestre. El sistema, que ha sido recientemente publicado en la revista Energy y se encuentra en proceso de patente en Estados Unidos, está destinado a originar una nueva generación de centrales termosolares de bajo coste, así como novedosos sistemas de almacenamiento de electricidad y cogeneración para núcleos urbanos.
En este nuevo sistema de almacenamiento, la energía de entrada, bien sea directamente energía solar o la electricidad excedente de una central de generación renovable, se almacena en forma de calor en silicio fundido a muy altas temperaturas, a unos 1.400 grados centígrados. El silicio tiene unas propiedades únicas que le confieren la capacidad de almacenar más de 1 megawatio-hora de energía en un metro cúbico, es decir, unas diez veces más que con las sales empleadas actualmente en las centrales termosolares. El silicio se mantiene fundido aislándolo térmicamente del entorno hasta que dicha energía es demandada, en cuyo momento se produce la transformación del calor almacenado en electricidad. Y aquí viene el truco, como nos señala Alejandro Datas, investigador promotor de este proyecto. “A estas temperaturas tan altas, el silicio brilla intensamente, del mismo modo que lo hace el sol, y por tanto pueden emplearse células fotovoltaicas -que en este caso se denominan termofotovoltaicas- para convertir dicha radiación incandescente en electricidad. El uso de células termofotovoltaicas es la clave de este sistema, ya que cualquier otro tipo de generador difícilmente podría trabajar a temperaturas tan extremas. Además, este tipo de células producen del orden de 100 veces más potencia eléctrica por unidad de área que una célula solar convencional y son capaces de alcanzar mayores eficiencias de conversión, teóricamente incluso superiores al 50%”.
El resultado final es el de un sistema extremamente compacto, sin partes móviles, silencioso, capaz de almacenar hasta diez veces más energía que las soluciones existentes y que emplea materiales abundantes y de bajo coste.
Se prevé que la primera aplicación de estos dispositivos sea en el sector de la energía termosolar, donde se evitarían los complejos sistemas utilizados en la actualidad que emplean fluidos de transferencia de calor, válvulas y turbinas para producir electricidad. Al simplificar la configuración, se podrán reducir drásticamente los costes de la energía generada, que unido a una mayor capacidad de almacenamiento, pueden convertir esta solución en una de las más rentables de entre todas las alternativas de generación renovables. En el medio-largo plazo estos sistemas podrían también emplearse para almacenar electricidad en el sector residencial y gestionar todas las necesidades energéticas (electricidad y calefacción) de los núcleos urbanos.
Recientemente, el equipo de investigadores de la UPM ha conseguido financiación a través de un proyecto Explora del Ministerio de Economía y Competitividad con el cual empezarán a fabricar el primer prototipo a escala de laboratorio. En paralelo, los investigadores están poniendo en marcha un proyecto empresarial (Silstore) con el cual pretenden industrializar estos desarrollos. Por el momento, dicho proyecto ha sido reconocido como una de las mejores start-up nacidas en 2015 en la UPM.
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