PV con almacenamiento por gravedad, baterías de flujo redox en edificios

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Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Investigadores indios han desarrollado un nuevo sistema híbrido que incluye un sistema fotovoltaico de techo convencional, un árbol solar, dos módulos de energía por gravedad para la construcción (GPMB) y una batería de flujo redox de vanadio (VRFB), con energía proporcionada exclusivamente por las dos instalaciones solares.

Módulos de potencia por gravedad
para edificios Campus de Salt Lake de la Universidad de Jadavpur

Investigadores del campus de Salt Lake de la Universidad de Jadavpur en India han propuesto una nueva forma de combinar el almacenamiento por gravedad y las baterías de flujo redox con la generación fotovoltaica en edificios de varios niveles.

“Nuestro sistema híbrido se puede implementar en cualquier tipo de edificio, pero el contenido de energía del sistema de almacenamiento por gravedad aumenta con la altura del edificio, lo que significa que los edificios altos ofrecen el mayor potencial para su desarrollo”, dijo el investigador Mayurakshi Mondal a pv magazine .

El sistema híbrido consta de un sistema fotovoltaico de techo convencional, un árbol solar , dos módulos de energía de gravedad para edificios (GPMB ) y una batería de flujo redox de vanadio (VRFB), con los tres sistemas de almacenamiento siendo cargados exclusivamente por las dos instalaciones solares. “ El sistema propuesto hace hincapié en abastecer la demanda de carga esencial de un edificio a través de energías renovables en la medida de lo posible, centrándose especialmente en la reducción de la demanda de la red en las horas punta”, explican los científicos. “El sistema también está enfocado a aplanar la curva de demanda de carga de la red”.

Estimaron el costo nivelado de energía (LCOE) de la batería de flujo redox en $ 0,424 /kWh y el de GPM en $ 0,148 /kWh. Debido a esta diferencia, la batería se usa solo como un sistema de almacenamiento secundario, dijo. Durante la fase de carga, los GPMB funcionan a través de un motor que impulsa una bomba para empujar el agua desde la parte superior de un pistón en una tubería más grande hacia una más pequeña. Luego lo empuja de regreso al tubo más grande debajo del pistón.

“Esto empuja el pistón hacia arriba y la operación termina cuando el pistón alcanza la posición más alta de la tubería más grande, almacenando así energía en forma mecánica”, dijo el grupo indio, señalando que ambos GPMB deben tener un diámetro de 1,5 metros cada uno para el tubería más grande.

En la fase de descarga, el pistón de la tubería más grande desciende y empuja el agua hacia abajo, hacia la tubería más pequeña. El agua fluye a través de la bomba/unidad de turbina que funciona en modo turbina y genera electricidad con el dispositivo eléctrico que funciona en modo generador, dijeron los académicos. “La operación de descarga termina cuando el pistón alcanza el punto más bajo en la tubería más grande”.

Consideraron un edificio de 110 metros con 39 pisos y una superficie construida total de 750 metros cuadrados. Los dos GPMB tienen una capacidad de almacenamiento de 96,2 kWh cada uno y la batería de flujo redox puede almacenar 300 kWh. El sistema fotovoltaico de 75,4 kW ocupa una superficie de 450 metros cuadrados, lo que corresponde a alrededor del 60% del área del techo, y se instalaron cinco árboles solares por un total de 57,7 kW en el espacio exterior al aire libre del edificio.

“Después de satisfacer la demanda de carga residencial y cargar ambos GPMB, cualquier energía extra generada se usa para cargar el VRFB. A partir de entonces, la energía restante generada se vende a la red”, dijeron.

En la configuración del sistema propuesta, dos GPMB solo suministran electricidad dentro de las horas pico de 6 pm a 9 pm y de 9 pm a 12 pm, para reducir la carga de las horas pico sobre la red.

“El sistema propuesto es capaz de suministrar un 47,77 % de energía renovable al edificio como promedio anual y es capaz de inyectar un 48,89 % de energía renovable al edificio junto con la red”, dijeron los investigadores.

Describieron el sistema híbrido en » Módulo de energía de gravedad híbrido impulsado por energía solar fotovoltaica : almacenamiento de energía de batería de flujo redox de vanadio para un edificio de varios pisos con eficiencia energética «, que se publicó recientemente en el International Journal of Energy Research .

“Se requieren más estudios sobre GPMB antes de la implementación práctica, como el efecto de los dispositivos de alta corriente de arranque, como un aire acondicionado, una bomba de agua, etc., sobre su funcionamiento”, dijeron los científicos. “El sistema también requiere un análisis de optimización de costos”.

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