Los investigadores han desarrollado un modelo que se puede utilizar para proyectar cuáles serían las necesidades de almacenamiento de energía de una nación si cambiara por completo a fuentes de energía renovables, alejándose de los combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica.El modelo ofrece a los responsables de políticas información crítica para su uso al tomar decisiones a corto plazo y participar en la planificación del sistema energético a largo plazo.

El papel "Modelización del almacenamiento de energía en la planificación energética de expansión de capacidad a largo plazo: un análisis del sistema italiano", se publica en elRevista de almacenamiento de energía.

"Centramos este estudio en el sistema energético de Italia porque ha sufrido significativamente en los últimos años debido a las dificultades para obtener gas natural asequible debido a la invasión rusa de Ucrania", dice Anderson de Queiroz, coautor de un artículo sobre el trabajo y asociado.Profesor de ingeniería civil, de construcción y ambiental en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

"Esto ha planteado preguntas sobre cómo Italia puede hacer que su sistema energético sea más robusto. Nuestro objetivo aquí era desarrollar un modelo que nos permitiera determinar cuáles serían las necesidades de almacenamiento de energía de Italia si se alejara completamente de los combustibles fósiles y cumpliera con sus demandas de electricidad.conrecursos renovables".

El almacenamiento de energía es una pieza fundamental de este rompecabezas porquefuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, no producen energía al mismo ritmo todo el tiempo.Por ejemplo, es necesario poder almacenar la energía generada porenergía solarpara que puedas utilizar esa energía por la noche, cuando el sol no brilla.

Para comprender mejor las necesidades de almacenamiento de energía de un sistema energético, los investigadores modificaron un modelo de optimización existente llamado Temoa.

Específicamente, los investigadores modificaron el modelo para tener en cuenta cómo cambiaría la producción de energía renovable durante diferentes horas del día y diferentes épocas del año.Por ejemplo, habría una mayor producción de energía solar durante el verano, cuando los días son más largos, pero la energía solar aún disminuiría durante la noche.

Los investigadores también tuvieron en cuenta los cambios en el consumo de energía en diferentes momentos del día y durante diferentes estaciones.Por ejemplo, el consumo de energía puede aumentar durante las calurosas tardes de verano si la gente usa aire acondicionado.

Captar estas fluctuaciones diarias y estacionales en la producción de energía renovable yconsumo de energíapermitió a los investigadores crear un modelo más detallado del sistema energético, lo que les permitió responder mejor a las preguntas sobre las necesidades de almacenamiento de energía del sistema.¿Cuánta energía renovable podría redirigirse al almacenamiento?¿Cuánto almacenamiento de energía se necesitaría para satisfacer las demandas?

"Nuestro modelo modificado deja claro que aumentar la capacidad de almacenamiento de energía es fundamental para descarbonizar el sector energético de Italia, pero también ofrece algunos conocimientos detallados", afirma de Queiroz."El modelo sugiere, por ejemplo, que Italia necesita poder almacenar alrededor del 10% de su generación de electricidad en dispositivos de almacenamiento de energía a corto plazo".

El término "almacenamiento de energía a corto plazo" resulta algo confuso.No se refiere a cuánto tiempodispositivo de almacenamientopuede almacenar energía.Más bien, se refiere a cuánto tiempo el dispositivo puede mantener su máxima potencia de salida.Por ejemplo, un dispositivo de 2 kilovatios que funciona en una hora podría liberar dos kilovatios de energía durante una hora, mientras que un dispositivo de 2 kilovatios que funciona en tres horas podría liberar dos kilovatios de energía durante tres horas.Los sistemas de almacenamiento de energía que pueden liberar la máxima potencia durante cuatro horas o menos generalmente se consideran dispositivos de almacenamiento de energía a corto plazo.

"Nuestra proyección relacionada con los dispositivos de almacenamiento de energía a corto plazo está impulsada tanto por las necesidades de almacenamiento de energía del sistema energético como por el hecho de que estos dispositivos son la forma más rentable de satisfacer esas necesidades, según proyecciones y estimaciones de costos recientes", dijo de Queiroz.dice.

Pero aunque este artículo se centra en Italia, el modelo modificado que los investigadores desarrollaron para este trabajo se puede utilizar para proyectar las necesidades de almacenamiento de energía de cualquier sistema energético.

"A medida que el mundo avanza hacia fuentes de energía renovables, debemos encontrar formas de tener en cuenta su variabilidad", dice de Queiroz.

"Los dispositivos de almacenamiento de energía nos brindan la flexibilidad de ajustarnos a las fluctuaciones en la producción de energía y, al mismo tiempo, nos brindan la confiabilidad que necesitamos para satisfacer las demandas de energía. Y modelos como el que hemos demostrado aquí brindan información crítica para los responsables de las políticas con respecto a sus políticas a largo plazo.almacenamiento de energíanecesidades."

Más información:Matteo Nicoli et al, Modelado del almacenamiento de energía en la planificación energética de expansión de capacidad a largo plazo: un análisis del sistema italiano,Revista de almacenamiento de energía(2024).DOI: 10.1016/j.est.2024.113814