Supercondensadores para almacenar energía

Supercondensadores: la clave para almacenar energía renovable

Uno de los inconvenientes que tienen las energías renovables como la eólica o la solar es que dependen de la climatología. Si no hace viento es excesivo, los molinos eólicos no pueden trabajar. Si no hace sol, las placas solares no pueden generar energía. Y, por otro lado, cuando producen a pleno rendimiento, no siempre podemos aprovechar toda esa electricidad porque la demanda es menor. Pero almacenar esa energía sobrante no es fácil pese a las mejoras en las baterías actuales. Como alternativa surge la propuesta de los supercondensadores.

Los supercondensadores se conocen también por otros nombres: condensadores electroquímicos, supercapacitadores, ultracapacitadores o por sus siglas en inglés EDLC. En inglés, se conocen como supercapacitors. La Wikipedia los define como “dispositivos electroquímicos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta”. Inusualmente en comparación a otros dispositivos de almacenamiento de energía. Existen desde la segunda mitad del siglo XX. Y al igual que las baterías que usamos en vehículos y dispositivos electrónicos, se componen de materiales como sodio, potasio, carbono, litio, cobalto o manganeso. 

Los condensadores tienen un funcionamiento similar al de las baterías eléctricas. Dos electrodos almacenan carga eléctrica y están separados por un material aislante. Al aplicar una tensión eléctrica entre ambos, el condensador se carga hasta el nivel de tensión aplicado. Al desconectar la fuente de tensión, el voltaje se mantiene hasta cerrar el circuito y se descarga con la resistencia que le corresponda. Pero a diferencia de las baterías, que almacenan energía mediante reacciones electroquímicas, los supercondensadores lo hacen de manera electrostática.

Las ventajas de los supercondensadores

En comparación con las baterías eléctricas que conocemos, los supercondensadores tienen varias ventajas: tardan menos en cargarse y descargarse. Hablamos de segundos en vez de minutos u horas. Al mismo tiempo, la vida útil de los supercondensadores es mayor, ya que pueden aguantar millones de ciclos de carga y descarga. Por último, su mantenimiento es menor, a diferencia de las baterías, que necesitan más recargas y reemplazos al cabo de unos años. 

Más ventajas de los supercondensadores. Pueden trabajar en condiciones de temperaturas extremas y se pueden fabricar en varios tamaños. Hasta aquí, las mismas ventajas, y algunas más, que las baterías de iones de litio que abundan en electrónica o automoción eléctrica. Hoy en día, los supercondensadores ya están presentes, aunque no tengan tanta popularidad. Un ejemplo, el sector eléctrico. Incluso podemos encontrarlos en dispositivos electrónicos como ordenadores portátiles, dispositivos inalámbricos, almacenamiento temporal de energía y sistemas fotovoltaicos. 

Precisamente, su importancia irá a más, ya que es el candidato ideal para estabilizar el suministro eléctrico a medida que dependemos de fuentes renovables como la eólica o la solar. Pero no todo son ventajas en este sistema de almacenamiento. Y es por ello que desde hace décadas, baterías, condensadores y supercondensadores conviven en distintos ámbitos.

Supercondensadores para almacenar energía solar

Resolviendo su gran inconveniente

Si son rápidas de cargar, escalables, seguras e igual de costosas que las baterías, ¿por qué estas últimas son la apuesta principal en dispositivos móviles, almacenamiento de energía o vehículos eléctricos? La clave está en que los supercondensadores no son muy prácticos para ofrecer energía durante largos periodos de tiempo, a diferencia de las baterías. Mientras que estas últimas mantienen un voltaje constante durante la descarga, los supercapacitadores no. Por otro lado, aunque la densidad de potencia (vatios por kilogramo) es mucho mayor en los supercondensadores, no es así en la densidad de energía (vatios hora por kilogramo). 

De manera que los supercondensadores lo tienen complicado para sustituir a las baterías de iones de litio en sectores como los dispositivos móviles o el transporte sostenible. Pero sí en cambio a gran escala, en el propio sistema eléctrico. Ya se viene empleando en sistemas de captación de energía y en instalaciones de energía solar. El siguiente paso será extenderse en las redes eléctricas a medida que las fuentes renovables se integren a todos los niveles.

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