El Nant de Drace La central hidroeléctrica de bombeo, con capacidad para almacenar 20 GWh de electricidad, está ahora en funcionamiento en lo alto de los Alpes suizos, cerca de la frontera con Francia. Durante casi 200 años, durante el período que llamamos Revolución Industrial, los humanos hemos estado aprovechando la energía almacenada en combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas para impulsar nuestra civilización. Esos combustibles resultaron de la descomposición de trillones y trillones de plantas y animales, organismos que dependían de la luz solar para su existencia.
Cuando los quemamos hoy, liberamos energía que ha estado secuestrada durante millones de años. Esa energía extra se suma a la energía solar que nuestro planeta recibe del sol todos los días. Los humanos hemos descubierto una manera de liberar millones de años de energía almacenada en menos de dos siglos y luego nos preguntamos por qué nuestra actividad está interrumpiendo los ritmos naturales de la Tierra. Bueno, duh, gente!
Muchos se preguntan por qué publicaciones como CleanTechnica son tan pesimistas, siempre parloteando sobre el cambio climático que conduce a un planeta sobrecalentado que ya no podrá soportar la vida humana. Creen que estamos inventando estas cosas solo para obtener algunos clics adicionales en Internet. En verdad, somos como los canarios en la mina de carbón, presagios de una calamidad que nos sobrevendrá a todos si seguimos actuando como si fuéramos los dueños de la Tierra, cuando en realidad es al revés.
La energía renovable es una cuestión de opinión
El carbón, el petróleo y el gas son renovables, si estamos dispuestos a esperar millones de años por ellos. Pero si queremos energía limpia que no altere el delicado equilibrio de la naturaleza, no tenemos más remedio que descubrir nuevas formas de aprovechar el poder casi infinito del sol. Los paneles solares y las turbinas eólicas hacen precisamente eso. El problema es que son intermitentes, mientras que la sociedad que hemos construido exige acceso instantáneo a la energía, en particular a la electricidad, cada segundo de cada día. Eso significa que debemos encontrar formas de almacenar parte de esa energía solar y eólica.
Hay docenas de formas de hacerlo. Podemos fabricar baterías para almacenar parte de esa energía. Podemos llenar vagones de tren con rocas y subirlos a las montañas para que puedan generar electricidad mientras se deslizan hacia abajo. Podemos apilar enormes bloques de hormigón uno encima del otro y usarlos para hacer girar los generadores a medida que se bajan. O podemos llenar grandes embalses con agua cuando la electricidad es abundante y barata para que el agua pueda fluir cuesta abajo más tarde, haciendo girar turbinas eléctricas gigantes a medida que avanza.
Hidroeléctrica bombeada con 14 años de desarrollo
Eso es precisamente lo que ha hecho un consorcio liderado por el productor de electricidad Alpiq y los Ferrocarriles Federales Suizos. Después de más de 14 años, la instalación hidroeléctrica de bombeo de Nant de Drance está completa y en funcionamiento. “La producción es superior al 80 %: por cada kilovatio hora de electricidad que se utiliza para bombear el agua río arriba, 0.8 se alimenta a la red”, explica Alain Sauthier, ingeniero jefe y director de la instalación de Nant de Drance. “La capacidad de almacenamiento eléctrico del embalse supera la de 400,000 baterías de coches eléctricos”.
“En el futuro, será cada vez más necesario almacenar grandes cantidades de electricidad, a medida que las fuentes renovables reemplacen gradualmente a la energía nuclear y fósil”, dice Sauthier. Agrega que la energía solar y eólica son recursos volátiles que no necesariamente generan electricidad cuando se necesita, por lo que sistemas como este son tan importantes. Pueden almacenar energía y ayudar a mantener estable toda la red eléctrica europea.
Según la Información suiza, desde que comenzó el proyecto hace más de 14 años, se han excavado 18 kilómetros de túneles en los Alpes del Valais entre el embalse de Emosson, un lago artificial construido en lo alto en 1955, y el embalse de Vieux Emosson al sur. El Emosson tiene una capacidad de 25 millones de metros cúbicos (unos 6.5 billones de galones). Aquí hay un video de lapso de tiempo que muestra el proceso de construcción.
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Los vehículos pesados utilizaron esos túneles para traer todo el material y equipo necesario para completar el proyecto, desde edificios prefabricados con oficinas hasta válvulas de bola de más de 100 toneladas. La sala de máquinas en el corazón del sistema tiene 200 metros de largo, 32 metros de ancho y 52 metros de alto, lo suficientemente alto como para que quepa la Torre Eiffel en su interior. Con una capacidad de 900 megavatios, Nant de Drance es una de las plantas generadoras más potentes de Europa.
Sauthier está especialmente orgulloso de las 6 bombas/turbinas, que son casi únicas en el mundo en cuanto a su tamaño y la tecnología utilizada. “En menos de diez minutos, podemos invertir el sentido de rotación de las turbinas y pasar de la producción de electricidad al almacenamiento. Esta flexibilidad es clave para reaccionar con rapidez a las necesidades de la red eléctrica y adaptar la generación y el consumo de electricidad. De lo contrario, corre el riesgo de un colapso de la red y un apagón, como sucedió en Texas a principios de año”.
Gestión de la demanda en tiempos de guerra
La instalación de Nant de Drance se ha puesto en marcha justo a tiempo para ayudar a Europa a hacer frente al desafío de mantener las luces encendidas sin acceso al gas natural de Rusia. Suiza está planeando una serie de pasos para reducir la demanda de electricidad este invierno. Primero, el gobierno solicitará medidas de conservación voluntarias, luego planea frenar usos no esenciales como iluminar escaparates, usar calentadores portátiles u otros usos de la iluminación nocturna.
También pide a las personas que reduzcan el uso de electricidad para recargar sus autos eléctricos. Si es necesario, podría ordenar a hasta 30,000 30 empresas que ahorren hasta un 30 % de su consumo de electricidad y pedir a las personas que posterguen la carga de sus autos eléctricos. Se estima que esos tres pasos podrían reducir la demanda de energía hasta en un XNUMX%. Como último recurso, el gobierno podría cerrar partes de la red eléctrica.
“Tienes que imaginar esto como un rompecabezas. Los segmentos individuales se eliminarían durante cuatro horas y luego se volverían a activar mientras se eliminan otros. Algunas partes de la red, las piezas del rompecabezas, no tendrían energía durante cuatro horas, luego volverían a tener energía durante cuatro u ocho horas, según la situación”, dice Michael Frank, director de la asociación VSE de empresas eléctricas suizas. Reuters.
616,000 sitios hidroeléctricos bombeados
Según Matthew Stocks de la Universidad Nacional de Australia, existen 616,000 sitios en todo el mundo donde se podrían construir instalaciones hidráulicas de bombeo de circuito cerrado. Construir solo el 1% de ellos podría resolver todos los problemas asociados con el almacenamiento de energías intermitentes basándose únicamente en consideraciones geográficas, dice.
Ese es el ideal. La realidad es que las instalaciones hidroeléctricas de bombeo suelen estar ubicadas a cierta distancia de los lugares donde se necesita más electricidad. Eso significa que debe haber una línea de transmisión de alto voltaje que los conecte con la población y los centros comerciales. Esos enlaces son bastante costosos de construir y obtener permiso para conectarlos a la red eléctrica más grande. puede ser un desafío.
Según la El Correo de Washington, hay al menos 930 gigavatios de capacidad de energía limpia y 420 gigavatios de almacenamiento esperando ser construidos en Estados Unidos hoy. Muchos de los productos pendientes de energía renovable y almacenamiento de baterías no pueden conectarse a la red eléctrica, por lo que no se están construyendo lo suficientemente rápido. “Es un gran problema”, dice David Gahl, director ejecutivo del Instituto de Industrias Solares y de Almacenamiento. “Si no hacemos cambios, no vamos a cumplir con los objetivos estatales y federales para el cambio climático”.
La comida para llevar
Todo almacenamiento de energía tiene ventajas y desventajas. La energía hidráulica bombeada no puede proporcionar los servicios de estabilización de voltaje y frecuencia de una batería de iones de litio, pero puede almacenar energía durante meses o incluso años, algo que ninguna batería común puede hacer, ni siquiera las baterías de hierro-aire de ultra larga duración de Forma de energía. Una instalación de almacenamiento de batería convencional se puede completar en cuestión de meses. La energía hidroeléctrica bombeada suele tardar más de una década en ponerse en funcionamiento.
La genialidad del almacenamiento de energía está en saber qué tecnología funciona mejor para cada caso de uso individual. Ciertamente hay un lugar en el arsenal de técnicas de almacenamiento de energía para el bombeo hidroeléctrico, y la instalación de Nant de Drace ya está demostrando su valía, gracias a la visión de las personas que comenzaron a pensar en construirla hace casi dos décadas.
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- Fuente: https://cleantechnica.com/2022/12/25/the-making-of-a-pumped-hydro-water-battery-in-switzerland-with-video/
