Tipos de sistemas de almacenamiento de energía térmica, desde calor sensible y latente, hasta químico, hormigón y criogenia, optimizando el uso energético y renovables.
5 Tipos de Sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica
El almacenamiento de energía térmica es un campo importante de la ingeniería térmica, especialmente en el contexto de fuentes de energía renovables y la optimización del consumo energético. Aquí exploramos cinco tipos de sistemas de almacenamiento de energía térmica que se están utilizando o desarrollando en la actualidad.
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Sistemas de Almacenamiento de Energía en Calor Sensible
Estos sistemas almacenan energía mediante el aumento de la temperatura de un material sin cambiar su estado. El material puede ser agua, aceite, arena, entre otros. La fórmula de la energía almacenada en calor sensible es:
\( Q = m * c * \Delta T \)
donde \( Q \) es la energía (en joules), \( m \) es la masa del material (en kg), \( c \) es la capacidad calorífica específica (en J/kg·°C), y \( \Delta T \) es el cambio de temperatura (en °C).
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Sistemas de Almacenamiento de Energía en Calor Latente
Estos sistemas aprovechan el calor absorbido o liberado durante el cambio de fase de una sustancia, como fundirse o solidificarse. Los materiales de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés) son comúnmente utilizados. La cantidad de energía almacenada viene dada por:
\( Q = m * L \)
donde \( L \) es el calor latente (en J/kg).
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Sistemas de Almacenamiento de Energía en Calor Químico
Este tipo de almacenamiento implica reacciones químicas endo y exotérmicas. La energía se almacena y libera mediante la reversión de la reacción química. Ejemplos son la adsorción y la desorción en materiales de zeolitas y sales hidratadas.
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Almacenamiento de Energía Térmica con Hormigón
El hormigón es un material que puede almacenar y liberar energía térmica eficazmente. Se calienta o enfría para almacenar calor sensible y se utiliza en aplicaciones a gran escala, como en plantas de energía solar concentrada.
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Almacenamiento de Energía Térmica por Criogenia
En este caso, los materiales se enfrían a temperaturas extremadamente bajas para almacenar energía en forma de frío. El nitrógeno líquido y el aire líquido son ejemplos de medios criogénicos. La energía se recupera al permitir que el material vuelva a su fase gaseosa.
En resumen, cada tipo de sistema tiene su propio conjunto de beneficios y desafíos, y la elección del más adecuado depende de la aplicación específica y las condiciones operativas. Estos sistemas son esenciales para mejorar la eficiencia energética y facilitar la integración de energías renovables.
