Las fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, se enfrentan retos importantes por su dependencia de las condiciones climáticas como la intensidad de la luz solar y las fluctuaciones en la velocidad del viento, lo que complica su incorporación continua al sistema eléctrico.
Por ello, en ausencia de un sistema de almacenamiento efectivo, no se puede asegurar una provisión constante de energía durante los periodos sin luz solar o viento el almacenamiento es esencial para maximizar su uso. Aunque las baterías eléctricas son una solución habitual para este problema, su alto coste sigue siendo un obstáculo significativo.
Otra solución: almacenar hidrógeno
El almacenamiento de hidrógeno presenta algunos desafíos que son debidos a su propia naturaleza. A pesar de sus propiedades para la combustión limpia, el hidrógeno arrastras el gran inconveniente de su ineficiencia energética y sus elevados costes. Sus principales retos se centran en la complejidad del almacenamiento y transporte.
Su alta gran densidad energética gravimétrica choca con la baja densidad volumétrica en condiciones ambientales. Para almacenar grandes cantidades, es necesario comprimirlo a altas presiones o licuarlo a temperaturas extremadamente bajas. Para ello, se precisa un alto consumo energético. Los métodos actuales son almacenarlo como un gas comprimido o como líquido criogénico. Ambos procesos requieren un alto consumo de energía.
Ni líquido, ni gaseoso: este es el hidrógeno sólido
Photoncycle es una empresa que tiene como objetivo cambiar la forma en que se genera, almacena, consume y paga la electricidad. Su misión es desplegar sistemas de energía autónomos y eficientes, que ocupan poco espacio, alimentados por el sol y habilitados por tecnologías innovadoras y asequibles.
Fundada por el noruego Bjorn Brandtzaeg, Photoncycle se centra en el almacenamiento de energía mediante una tecnología novedosa basada en hidrógeno sólido. Este planteamiento busca superar las limitaciones de las baterías tradicionales y contribuir a un sistema energético más sostenible. La visión de Photoncycle es transformar la forma en que se aprovecha la energía solar eliminando los desafíos que supone la transición hacia fuentes de energía renovables.
Una de las aplicaciones de la tecnología de Photoncycle para el almacenamiento de energía son los sistemas agrovoltaicos, ya que su tecnología está especialmente diseñada para ellos.
La tecnología de Photoncycle, al detalle
En las casas unifamiliares en Europa, la cantidad de electricidad producida por los paneles solares que se colocan en los techos es de 4 a 15 veces mayor en verano que en invierno. Sin embargo, la demanda de energía para satisfacer los requisitos básicos de una vivienda en cuanto a luz eléctrica y calefacción es entre 2 y 3 veces mayor en los meses de invierno.
Por otro lado, el creciente número de casas con paneles solares en el techo plantea desafíos para las redes de distribución eléctrica puesto que se complica absorber el exceso de electricidad producida en verano. Además, la creciente demanda eléctrica en invierno necesaria para la descarbonización de los sistemas de calefacción y la recarga de vehículos eléctricos también ejerce una importante presión sobre la red eléctrica.
La tecnología de Photoncycle permite almacenar el exceso de electricidad generado por los paneles solares situados en los techos de las casas y equilibrar las puntas de demanda de la red. Utiliza un electrolizador para convertir esa electricidad sobrante en hidrógeno verde a partir de agua y electricidad. Para ello utiliza una celda de combustible reversible de alta temperatura que tiene la capacidad de producir hidrógeno y generar electricidad en la misma unidad.
El hidrógeno se guarda en forma sólida de manera eficiente en el sistema de almacenamiento desarrollado por Photoncycle: un reactor de síntesis de amoníaco. Este método de almacenamiento es seguro, debido a la naturaleza no inflamable y no explosiva del estado sólido. También es altamente eficiente. Permite almacenar hidrógeno a densidades aproximadamente un 50% mayores que el hidrógeno líquido.
Esta energía almacenada se libera según la demanda para satisfacer los requisitos de eléctricos y de calefacción o verterla a la red. Además, integrando el almacenamiento de energía con la vivienda que la genera, es posible la desconexión completa de la red eléctrica.
Las ventajas clave de esta tecnología son su alta densidad energética gravimétrica, que es de aproximadamente 3,5 kWh/kg, en comparación con 0.3 kWh/kg para una batería de iones de litio.
Además, se trata de un sistema de almacenamiento asequible a nivel doméstico. En 3 m³ pueden acumularse hasta 10.000 kWh de energía, suficientes para conservar todo el exceso de producción de electricidad en la temporada de verano en la mayoría de los hogares. De esta manera se logra un aprovechamiento total de los paneles solares permitiendo utilizar todo el potencial de los techos para la producción de energía solar.
También previene las fluctuaciones estacionales de los precios ya que el almacenamiento a largo plazo permite extraer electricidad de la red cuando los precios son bajos e introducirla cuando son altos.
Photoncycle ha patentado su tecnología y ha validado cada uno de sus componentes individuales creando un prototipo funcional en su laboratorio. Espera desarrollar un piloto a escala completa en 2024 y lanzar el primer producto en el mercado residencial en 2025.
