El bajo coeficiente de transferencia térmica que tiene el dióxido de silicio, principal componente de la arena hace que un contenedor con un kilo de arena tarde más de cinco horas en pasar de 40 a 20º C. Y es precisamente esta ventaja la que han sabido aprovechar en Finlandia para desarrollar una batería de arena que almacena el calor procedente de energía renovable durante meses. Una innovación muy valiosa durante el invierno escandinavo y convertir en calor el superávit de producción eléctrica para compensar la intermitencia de las fuentes renovables.
En Finlandia han desarrollado una batería de arena que almacena el calor procedente de energía renovable durante meses
El sistema ya está en funcionamiento en la localidad finlandesa de Kankaanpää, donde junto a una planta eléctrica han construido un silo con materiales aislantes que alberga cien toneladas de arena. Esta instalación experimental es capaz de suministrar calor a edificios residenciales, oficinas e incluso a una piscina pública, pero tras demostrar su funcionamiento, el objetivo de sus desarrolladores, Markku Ylönen y Tommi Eronen, es crear la primera batería comercial de arena, capaz de alcanzar temperaturas superiores a los 500º C y almacenar hasta 8 MWh.
Las baterías de arena aprovechan el efecto Joule, es decir, funcionan a partir del calentamiento resistivo
Esta batería de arena aprovecharía el efecto Joule, es decir, funcionaría a partir del calentamiento resistivo, mediante el que los electrones que circulan por una resistencia generan calor, tal como sucede en una estufa. Ese aire caliente generado circula por un intercambiador de calor, transfiriendo el calor a la arena.
A lo grande en Estados Unidos
De forma paralela, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) está trabajando en un prototipo de batería denominada Enduring, que podría alcanzar una capacidad de almacenamiento de hasta 26.000 MWh. Una elevada potencia que consiguen gracias a la gravedad.
Su desarrollo utiliza cintas transportadoras que hacen que la arena ascienda hasta unas resistencias que la calientan a 1.200º C para almacenarlas en silos. Esto hace que, cuando sea necesario generar energía, las partículas se dejen caer, por gravedad, a través de los intercambiadores de calor, que a su vez alimentan turbinas de vapor para generar electricidad y devolverla a la red eléctrica.
Desde el laboratorio estadounidense ponen en valor las cualidades de la arena, un material estable de bajo coste, con un precio que oscila entre los treinta y cincuenta dólares por tonelada, y advierten de que aunque el almacenamiento térmico de energía tiene una densidad menor, su coste puede ser tan bajo como dos dólares por kWh. Asimismo, destacan el bajo impacto ecológico en su extracción y al final de su vida útil.
