Baterías TPV: otro logro brillante en energías renovables

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  Previsión Quantumrun
• 24 de mayo de 2024

Resumen de información

Los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de celda que puede convertir el calor intenso en electricidad de manera más eficiente que los métodos tradicionales. Esta tecnología ofrece una alternativa para generar electricidad y allana el camino para mejores soluciones de almacenamiento de energía, utilizando el exceso de energía procedente de fuentes renovables. Su potencial para reducir los costos de energía y apoyar la vida fuera de la red significa un cambio considerable hacia métodos de suministro de energía más sostenibles y confiables.

Contexto de las baterías TPV

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) desarrollaron células termofotovoltaicas (TPV) capaces de transformar fotones de alta energía de una fuente incandescente en electricidad con una eficiencia superior al 40 por ciento. Esta eficiencia supera a las tradicionales turbinas de vapor, que han sido la piedra angular de la generación de electricidad durante más de un siglo. Las células TPV funcionan a temperaturas que oscilan entre 1,900 y 2,400 grados centígrados, lo que demuestra su potencial para manejar fuentes de calor que superan con creces los límites de las turbinas convencionales.

La ambición detrás de la tecnología TPV no es sólo crear una alternativa a los métodos actuales de generación de electricidad, sino revolucionar el almacenamiento y el suministro de energía. Al incorporar celdas TPV en un sistema de batería térmica a escala de red, la tecnología tiene como objetivo aprovechar el exceso de energía de fuentes renovables, como la energía solar, almacenándola en bancos de grafito aislados. Cuando es necesario, especialmente durante los períodos sin luz solar directa, el calor almacenado se convierte nuevamente en electricidad y se envía a la red eléctrica. Este concepto aborda el desafío del suministro de energía intermitente, lo que marca un paso significativo hacia una red eléctrica descarbonizada.

Además, el diseño de las celdas TPV, con materiales de banda prohibida alta y uniones múltiples, permite una conversión eficiente de energía a partir de fuentes de calor de mayor temperatura. Esta eficiencia es fundamental para aplicaciones a escala de red, donde se podrían utilizar grandes áreas de células TPV en almacenes con clima controlado para procesar energía procedente de un gran almacenamiento de energía solar. La escalabilidad de esta tecnología, junto con su bajo mantenimiento debido a la ausencia de piezas móviles, subraya su potencial para la producción de electricidad sostenible y neutra en carbono.

Impacto disruptivo

A medida que las células TPV se generalicen, los consumidores podrían ver una disminución en los costos de energía debido a la mayor eficiencia y dependencia de fuentes renovables. Este cambio también puede conducir a un acceso más estable y confiable a la energía, especialmente en regiones propensas a cortes o que carecen de infraestructura para fuentes de energía tradicionales. Además, almacenar y convertir energía solar según demanda mejora la viabilidad de vivir fuera de la red, proporcionando a las personas más autonomía sobre su uso de energía.

Para las empresas, integrar la tecnología TPV en sus operaciones supone un paso hacia la sostenibilidad y la eficiencia. Las empresas en sectores que van desde la fabricación hasta los centros de datos podrían beneficiarse de menores gastos de energía y una menor huella de carbono, en línea con la creciente demanda de los consumidores de prácticas ambientalmente responsables. Además, las industrias centradas en la producción y el almacenamiento de energía pueden necesitar cambiar sus estrategias para incorporar o competir con los sistemas TPV. Esta tendencia podría estimular la innovación en campos relacionados a medida que las empresas busquen desarrollar tecnologías complementarias o mejorar la eficiencia y la aplicación de celdas TPV y baterías térmicas en entornos comerciales.

Mientras tanto, los gobiernos enfrentan políticas y regulaciones actualizadas para adaptarse al despliegue de tecnologías TPV y baterías térmicas. Estas políticas pueden incluir incentivos para la adopción de energías renovables, estándares para nuevas instalaciones y apoyo a la investigación y el desarrollo en el sector. A nivel internacional, el cambio hacia sistemas basados ​​en TPV podría influir en la diplomacia energética a medida que los países ricos en recursos solares se conviertan en actores clave en el mercado energético mundial. 

Implicaciones de las baterías TPV

Las implicaciones más amplias de las baterías TPV pueden incluir: 

• Mayor seguridad energética a través de la generación de energía localizada basada en TPV, reduciendo la dependencia de combustibles importados.
• Un cambio en las demandas laborales, con más empleos creados en sectores de energía renovable y menos en industrias energéticas tradicionales como el carbón y el petróleo.
• Mayor inversión en infraestructura de energía renovable, impulsando el crecimiento económico en los sectores de tecnología y construcción.
• Los gobiernos revisan las políticas energéticas para apoyar la integración de las tecnologías TPV en las redes nacionales, incluidos subsidios e incentivos fiscales.
• Las comunidades rurales y remotas obtienen acceso confiable a la electricidad, apoyando el desarrollo social y económico.
• Nuevos modelos de negocio en almacenamiento y distribución de energía, como empresas de servicios públicos que ofrecen soluciones de almacenamiento de energía basadas en TPV.
• Un aumento en la demanda de los consumidores de productos y servicios que aprovechen la energía renovable, lo que influye en las tendencias del mercado en todas las industrias.
• Mayor estabilidad geopolítica en regiones actualmente afectadas por la competencia por los recursos energéticos, a medida que los países avanzan hacia fuentes de energía renovables y autosuficientes.

Preguntas a considerar

• ¿Cómo podría beneficiarse su comunidad de la implementación de sistemas de almacenamiento de energía basados ​​en TPV?
• ¿Cómo podría la tecnología TPV cambiar la forma de utilizar y pagar la electricidad en casa?