SISTEMAS DE BATERÍAS PRESENTES Y FUTUROS

Transcripción

1 SISTEMAS DE BATERÍAS PRESENTES Y FUTUROS Barcelona, Noviembre 2014

2 CONTENIDO Almacenamiento Energético y Redes Inteligentes Tecnologías presentes: Plomo. Tecnologías presentes: Litio-ion. Nuevas tecnologías Conclusiones

3 ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Y REDES INTELIGENTES Una red inteligente es una red eléctrica que puede integrar inteligentemente las acciones de todos los agentes conectados (generadores, consumidores, prosumidores) para obtener un suministro eficiente desde el punto de vista de la sostenibilidad, la economía y la seguridad del suministro.

4 ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Y REDES INTELIGENTES El almacenamiento de la electricidad toma como punto de partida el futuro desarrollo de las necesidades energéticas y de las redes inteligentes de la energía (Smart Grids), según la estrategia fijada por la UE confirmada para los próximos 40 años: Integración de las energías renovables en la red eléctrica. Múltiples fuentes de generación eléctrica distribuida. Demanda inteligente del consumidor-prosumidor. Vehículo eléctrico. Y también el incremento de la necesidad de portabilidad de la energía eléctrica para múltiples aplicaciones.

5 ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Y REDES INTELIGENTES Factores clave dentro de una Smart Grid.

6 ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Y REDES INTELIGENTES Baterías para? Lugares remotos Islas Suministro eléctrico temporal Redes privadas (autoconsumo, microrredes) On grid Vs Off grid Cobertura de la intermitencia de las fuentes renovables. Equilibrio entre oferta y demanda. Energía de reserva ante falta/baja producción.

7 ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Y REDES INTELIGENTES Cada caso o aplicación requiere un diseño a medida del sistema de acumulación: autonomía, mantenimiento, potencia, energía, vida operativa, dimensiones, peso, etc. Plomo-ácido. Níquel-Cadmio. Litio-ión. Sistemas híbridos. Etc. Es posible la estandarización?

8 PRESENTE: BATERIAS DE PLOMO POR QUÉ EL PLOMO? Precio reducido < 200 /kwh Tradición e historia Objetivo UE en 2020: 250 /kwh Desventajas: Metal pesado Difícil inclusión en las líneas de sostenibilidad del futuro Relación ciclos de vida + energía no adecuada

9 PRESENTE: BATERIAS DE PLOMO PRINCIPALES MODELOS

10 PRESENTE: BATERIAS DE PLOMO PRINCIPALES COMPONENTES

11 PRESENTE: BATERIAS DE LITIO-ION MERCADO Se duplica de 2012 a millones de dólares previstos en En 2016: Electrónica profesional y de consumo 52% Automoción de grandes series 25% Sectores industriales 23% Y Europa es el 29% del mercado mundial

12 LITIO-IÓN PRINCIPALES CONCEPTOS El término Litio-ión se refiere a un sistema electroquímico en el que los iones de Litio se trasladan entre los electrodos negativo y positive. Electrodo positive Electrodo negative Materiales de intercalación (inserción) como los óxidos o fosfatos de metales de transición: Co, Ni, Mn, Mg, Fe, etc. Los átomos se ordenan en estructuras diversas que tienen influencia en las propiedades finales de la celda de Li-ión Materiales de intercalación como el carbono y el Li 4 Ti 5 O 12 También existen ánodos basados en metales que forman aleaciones con el Litio: Si, Sn, Al, Sb, etc. Desventaja: >Gran capacidad -> Cambios de volumen importantes -> Ciclaje pobre >La estructura puede estabilizarse empleando materiales inactivos

13 NUEVAS TECNOLOGÍAS BATERÍAS DE LA FAMILIA DEL LITIO Baterías de Litio con ánodos metálicos. Baterías de Litio Sulfuro. Baterías de polímero de Litio en estado sólido. Etc BATERÍAS DE BETA SODIO DE ALTA TEMPERATURA

14 NUEVAS TECNOLOGÍAS LAS BATERÍAS DE FLUJO REDOX (RFB)

15 NUEVAS TECNOLOGÍAS BATERÍAS DE METAL-AIRE Dentro de la familia metal/aire, el par electroquímico que presenta unas mayores posibilidades de éxito comercial en su aplicación a las diversas necesidades en las Smart Grids es el basado en el Aluminio/aire. La semi-reacción de oxidación en el ánodo es: Al + 3OH - Al (OH) 3 + 3e - -1,66 V La semi-reacción de reducción en el cátodo es: O 2 + 2H 2 O + 4e - 4OH - 0,40 V La reacción total es pues: 4Al + 3O 2 + 6H 2 O 4Al (OH) 3 FUENTE

16 CONCLUSIONES Múltiples tecnologías electroquímicas y combinación de ellas para almacenar energía eléctrica. Las baterías constituyen la mejor opción para almacenar electricidad desde el punto de vista técnico y económico. Contribuyen a la rentabilidad de instalaciones de energías renovables. Posibilitan las instalaciones aisladas. Ayuda y mejora la integración de Energías Renovables en las redes actuales y futuras (Smart Grids).

17 GRACIAS POR SU ATENCIÓN Más información: C/ Faraday, nº Cantoblanco. Madrid

18 NUESTRA VISIÓN Desde Albufera Energy Storage queremos ser pioneros, como Michael Faraday, y participar del objetivo del acceso universal a la electricidad con el apoyo de sistemas de almacenamiento de energía avanzados y mediante el uso de dispositivos electroquímicos. Creemos que el manejo diario de las baterías es una necesidad para la evolución de nuestra sociedad y de la conciencia global en el uso responsable de la energía. Desde una posición científica neutral. pretendemos remediar el desconocimiento de la oferta tecnológica de productos y su rendimiento real en el campo de la electroquímica para el almacenamiento de energía.

19 DONDE ESTAMOS Las oficinas de Albufera Energy Storage se encuentran en territorio nacional, aunque su experiencia y el conjunto de sus colaboraciones le permite una amplia movilidad en territorio internacional. SEDE CENTRAL en el Parque Científico de Madrid

20 NUESTRA OFERTA Asesoría Consultoría Ingeniería Albufera Energy Storage se asienta sobre tres pilares. ASESORÍA Y CONSULTORÍA En sistemas electroquímicos para el almacenamiento de energía en aplicaciones relacionadas con las energías renovables, transportes, redes inteligentes, etc. INGENIERIA Diseño y suministro de sistemas de almacenamiento de energía basados en tecnologías de baterías disponibles en el mercado y en configuraciones híbridas : Plomo ácido. Níquel-Cadmio. Litio-ion. Celdas Primarias. Súper-condensadores. Etc.

21 NUESTRA OFERTA Asesoría Consultoría Ingeniería Formación Convocatoria 22 y 23 de mayo. Albufera Energy Storage UNIVERSIDAD DE LA BATERÍA. Albufera Energy Storage organiza un Curso especializado en sistemas de almacenamiento energético electroquímico. Es el único evento de estas características que se celebra a nivel nacional que aborda de forma integral todos los aspectos que conforman un almacenamiento energético acorde a cada necesidad. Tiene lugar en Madrid, Barcelona y Valencia. A PETICIÓN DE LA EMPRESA Albufera Energy Storage organiza cursos específicos en distintas tecnologías y áreas, enfocados al profesional de la empresa.

22 NUESTRA OFERTA Asesoría Consultoría Ingeniería Formación Investigación y Desarrollo PROYECTOS NACIONALES. PROPUESTAS NACIONALES. PROPUESTAS EUROPEAS EN H2020. PLATAFORMAS y ASOCIACIONES. Las baterías de aluminio/aire tienen una de las más altas energías específicas de los pares electroquímicos, pero su utilización no está muy extendida actualmente debido a la limitación en los mecanismos de recarga. Este proceso es posible con el desarrollo de nuevos ánodos de aluminio, así como de otros componentes nuevos.