Fort Carson, una instalación del Ejército al sur de Colorado Springs, Colorado, está lista para recibir una nueva batería muy grande. La inauguración del nuevo sistema de almacenamiento de energía está programada para este otoño, y el contratista detrás de él, Lockheed Martin, dice que podría llevar unos ocho o nueve meses construirlo.
La batería podrá producir un megavatio de electricidad durante 10 horas, lo que significa que es un dispositivo de 10 megavatios-hora. Pero esta batería es muy diferente del tipo de batería que se encuentra en su teléfono celular, computadora portátil o vehículo eléctrico. No es una batería de iones de litio. Es una batería de flujo redox.
en un presione soltar, Lockheed Martin se refiere al proyecto como “el primer sistema de almacenamiento de energía de larga duración a escala de megavatios para el Departamento de Defensa de EE. UU. (DoD)”. Esto es lo que debe saber sobre el proyecto Fort Carson y los dispositivos de almacenamiento de energía llamados baterías de flujo.
¿Por qué el DOD está interesado en el almacenamiento de energía?
“[The] El DOD se preocupa por garantizar que las misiones críticas, operadas desde instalaciones fijas, puedan continuar operando si la red falla durante largos períodos”, Roger Jenkins, director de desarrollo comercial de Flujo GridStar en Lockheed Martin Missiles and Fire Control, dijo durante una conferencia de prensa a principios de esta semana. Eso podría deberse a “un evento meteorológico, como vimos en Texas, o algún tipo de evento de piratería de actores hostiles”.
En este caso, Fort Carson en realidad ya tiene algo de almacenamiento de batería, gracias a un sistema de batería de iones de litio. También tiene un conjunto de paneles solares en un antiguo vertedero que puede producir 2 megavatios de jugo. “Y tienen un plan para construir una matriz solar más grande que se conectará bastante cerca del momento en que se conecte esta batería”, dijo Jenkins. El nuevo sistema de batería de flujo se sumará a esta tecnología existente.
Entonces, ¿qué es una batería de flujo?
Primero, tiene sentido considerar las baterías de iones de litio que viven dentro de un dispositivo como un teléfono inteligente o un automóvil eléctrico. Esos tipos de baterías tienden a suministrar energía a dispositivos donde el espacio es escaso, por lo que las celdas de la batería deben ser pequeñas.
Las baterías de iones de litio tienen algunos componentes básicos. Tienen un ánodo, un cátodo y un electrolito líquido en su interior. Los iones de litio viajan de un lado a otro en ese electrolito. Cuando la batería está cargada, los electrones se acumulan en un extremo de la batería, el ánodo, al igual que los iones de litio. Cuando la batería alimenta algo, los electrones fluyen a través del circuito, mientras que los iones de litio se desplazan hacia el otro lado, que es el cátodo. (Aquí está una animacion, con el cátodo representado a la izquierda). Un separador en el electrolito, como su nombre lo indica, mantiene separados los dos lados, aunque los iones de litio pueden atravesarlo. Muchas baterías de iones de litio están formadas por pequeñas celdas que pueden tener forma de cilindros o bolsas.
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Mientras tanto, una batería de flujo es realmente grande. De hecho, consiste en grandes tanques de electrolitos líquidos. “A diferencia de muchas baterías, una batería de flujo redox está construida con electrolitos que fluyen”, dice levi thompson, decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Delaware, así como profesor de ingeniería química. “La mayoría de las baterías tienen baterías estacionarias o fijas. [electrolytes].” En una batería de iones de litio, el electrolito líquido no fluye a ninguna parte, es solo un medio para que los iones de litio fluyan de un lado a otro.
Con una batería de flujo, “debido a que está fluyendo, y estos tanques van a ser enormes, en realidad puedes almacenar mucha energía”, agrega. “Para muchas de estas instalaciones, no hay realmente una restricción o limitación de terreno, no es como una batería de automóvil, donde tiene una cantidad limitada de bienes raíces”.
Es por eso que una instalación militar espaciosa en Colorado, por ejemplo, puede ser un buen lugar para una batería de flujo.
Con una batería de flujo Lockheed Martin, la energía se genera en grandes cajas, o módulos de potencia, cada uno de los cuales contiene cuatro pilas de potencia. Los electrolitos líquidos (que se almacenan en los tanques) fluyen a través de muchas celdas electroquímicas en esas pilas, a través de membranas que los mantienen separados pero permiten el paso de iones.
¿Cuáles son los beneficios de una batería de flujo?
Con sus grandes tanques y electrolitos que fluyen y la necesidad de grandes espacios abiertos, una batería de flujo no va a alimentar un vehículo eléctrico o una computadora portátil en el corto plazo, pero tienen sus ventajas. “Creo que lo más importante es el costo”, dice Thompson. “Existe la posibilidad de almacenar energía a un costo mucho más bajo que con una batería de iones de litio”.
Otra ventaja es que teóricamente durará más que la competencia. “Ciclará más veces que una batería de iones de litio”, dice Thompson, quien también señala que se puede rejuvenecer cuando sea necesario si comienza a degradarse.
En última instancia, Thompson dice que baterías como esta podrían ser una buena opción para situaciones en las que alguien quiere almacenar energía de la red, tal vez energía producida por paneles solares, que solo producen energía cuando brilla el sol. “Existe una oportunidad real ahí, si estamos buscando almacenamiento de energía ciclable y de bajo costo”, dice. “Creo que son quizás la solución más atractiva, a largo plazo [for grid storage].”
Cuando la batería de flujo en Fort Carson esté completa, Lockheed Martin dice que planean pasar unos dos años probándola. Mire un video sobre el sistema en general, a continuación.