IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Septiembre/Octubre 2017 - 29

Las baterías recargables son los dispositivos de almacenamiento
de energía eléctrica más utilizados en la actualidad y almacenan
energía eléctrica en forma de energía química.
de ánodo basados en óxido de titanato-litio (LTO, por sus
siglas en inglés) para las baterías de iones de litio tienen un
gran potencial debido a su ciclo de vida útil más extenso,
una mayor densidad de potencia y una mejor tolerancia a las
bajas temperaturas en comparación con las baterías de LFP
y LNMC. Las baterías de LTO, por lo tanto, tienden a tener
una cuota de mercado en aumento en aplicaciones de alta
potencia, como la regulación de frecuencia, con disminución
de costos. Las baterías de iones de litio de alta densidad de
energía, incluidas las baterías de azufre-litio y baterías de
aire-litio, se están estudiando de forma activa, motivado por
su aplicación en VE. También pueden ser tecnologías adecuadas para el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos de nueva generación.
Las baterías de iones de litio se han implementado para
apoyar la red eléctrica, como se muestra en la Tabla 3, que
resume varias aplicaciones de almacenamiento de energía de
batería. Los proyectos experimentales van desde escala de
cientos de kilovatios a decenas de instalaciones a escala de
megavatios. Las baterías de iones de litio están involucradas
en la generación, transmisión, distribución y apoyo para el
usuario final, y juegan un papel crucial en la estabilidad de la
capacidad renovable, la nivelación de carga, la nivelación de
máximos, la postergación del pago de capital y la regulación
de frecuencia. Los sistemas de almacenamiento de energía
equipados con baterías de iones de litio están evolucionando
rápidamente y avanzando para aumentar la escala de capacidad y demostrar su idoneidad para una serie de aplicaciones
de red. Las tecnologías de baterías de iones de litio pueden
mostrar beneficios en términos de costo en un futuro cercano
debido a la madurez creciente de fabricación y las economías de escala. Se utilizan miles de células de batería de
gran capacidad a través de conexiones en serie y en paralelo,
que requieren un alto grado de consistencia de célula dentro
de un sistema de baterías. Sigue siendo complicado maximizar la utilización de la energía de batería en aplicaciones
a nivel de paquetes donde es fundamental tanto el mantenimiento como el equilibrio activo.

mente para liderar el mercado del almacenamiento de energía a gran escala para la red eléctrica.
En el Gráfico 3, se muestra el principio de funcionamiento
y la estructura interna de una batería de NaS. A diferencia de
las baterías analizadas previamente, este tipo de batería se
compone de un ánodo de azufre fundido, un cátodo de sodio
fundido y electrólito cerámico de alúmina sólida beta. Los
ciclos de carga y descarga se deben hacer funcionar a temperaturas por encima de 300 ºC, a las que el azufre y el sodio
existen en estado fundido. Se requiere calor externo para iniciar el funcionamiento, considerando que generalmente no
es necesario durante los procesos de carga y descarga, ya
que el calor interno se puede generar mediante reacciones
electroquímicas. Todas las células necesitan prepararse en
bloques para la correcta conservación del calor y también
encerrarse en una caja de aislamiento de vacío. El electrólito es un aislante eléctrico, que permite que únicamente los
iones de sodio, en lugar de los electrones, pasen a través de
él. A lo largo del funcionamiento de descarga, los iones de
sodio derivados de reacciones de oxidación en la interfaz de
alúmina sodio-beta atraviesan el electrólito y se fusionan con
el azufre para formar pentasulfuro de sodio (Na2S5). Puesto
que el Na2S5 es inmiscible con el azufre restante, aparece una
mezcla bifásica de líquido en el cátodo. Cuando se consume
todo el azufre libre disponible, se generan gradualmente

Tensión

Tubo de aluminio beta
Na2S5-x

+
e

NA fundido

Na+

Batería de NaS
La batería de NaS fue introducida por la Compañía de Automóviles Ford con el objeto de impulsar los primeros modelos
de coches eléctricos en las décadas de 1960. Esta tecnología
fue vendida posteriormente a NGK Insulators, que puso de
manifiesto las aplicaciones de batería de NaS a escala de
servicios públicos a finales de 1990. Desde el año el 2002, este
tipo de batería se ha comercializado y ha crecido gradualseptiembre/octubre 2017

Azufre fundido

gráfico 3. El diagrama de una batería de NaS durante el
funcionamiento de descarga.
ieee power & energy magazine

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Septiembre/Octubre 2017