Investigadores del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) coordinan Thermobat, un proyecto financiado por el Consejo Europeo de Innovación (European Innovation Council) para desarrollar una batería termofotovoltaica que permita almacenar grandes cantidades de energía renovable a bajo coste.
El proyecto Thermobat (A Ferrosilicon Latent Heat Thermophotovoltaic Battery) ha sido uno de los cuatro seleccionados en el reto ‘Energy harvesting and storage technologies’, de la convocatoria del European Innovation Council Transition to Innovation 2021, que forma parte del programa marco europeo de I+D+I Horizonte Europa.
Tecnología desarrollada en el proyecto Amadeus
Financiado con 2,6 millones de euros, este proyecto se centrará en escalar la tecnología desarrollada en el proyecto H2020 Amadeus para fabricar un primer prototipo funcional que pueda utilizarse en un entorno de aplicación real.
Ambos proyectos buscan almacenar energía en el cambio de fase de sólido a líquido del silicio, aprovechando de este modo el elevado calor latente de cambio de fase de éste, que supera en 10 veces la capacidad de almacenamiento de las sales fundidas, creando para ello una batería termofotovoltaica (LHTPV) con almacenamiento de larga duración (de 10 a 100 horas) que permite la generación de calor y electricidad (cogeneración) bajo demanda.
Objetivos
El objetivo de Thermobat es el de demostrar la funcionalidad de la unidad mínima básica del sistema. Para ello, el consorcio fabricará un prototipo de 100 kWh de capacidad de acumulación, que es unas 100 veces superior al desarrollado en el proyecto anterior. El sistema almacenará electricidad excedente de una instalación fotovoltaica y suministrará electricidad y calor bajo demanda.
Para llegar hasta ese punto, el proyecto contempla una fase de desarrollo tecnológico en la cual se fabricarán los distintos componentes del sistema, desde los generadores termofotovoltaicos (TPV) hasta los aleados de silicio y sus contenedores, pasando por el sistema de aislamiento térmico y de calefacción eléctrica, así como el sistema de gestión y control.
Finalmente, se integrarán todos los componentes, se probarán en un entorno controlado de laboratorio y, por último, se instalará en un entorno real de aplicación y se monitorizará su funcionamiento durante varios meses. Está previsto que el prototipo esté listo a finales de 2024 y que las pruebas se realicen a lo largo de 2025.
Socios expertos
Para fabricar el prototipo, el proyecto cuenta entre sus socios con expertos en metalurgia (NTNU en Noruega y Ferroglobe en España), contenedores refractarios (Vesuvius-Foseco, Países Bajos), hornos eléctricos (Entech, Suecia) y generadores TPV (IES-UPM, España).
También cuenta con los socios necesarios para llevar esta tecnología al mercado. Thermophoton, una startup recientemente creada por investigadores del IES-UPM, se encargará de comercializar los sistemas, mientras que Serveo cederá uno de sus edificios para instalar el sistema, convirtiéndose en la primera empresa en probar esta tecnología en un entorno real, y eventualmente se convertirá en uno de los primeros clientes de esta innovadora tecnología.
Este último punto tiene una especial relevancia ya que una de las características de esta subvención es que el proyecto debe incluir un modelo y plan de negocio para que la tecnología desarrollada pueda alcanzar el mercado, ya sea para una aplicación específica o para un conjunto de aplicaciones que aborden los objetivos del reto.
Despliegue masivo de las renovables
Combinando las capacidades tecnológicas de los socios industriales y de los institutos de investigación junto con el conocimiento de mercado de la startup y de su potencial cliente final, el proyecto tratará de dar los primeros pasos para transferir al mercado la tecnología desarrollada, de alto riesgo tecnológico, pero de un gran potencial.
De tener éxito, el sistema permitirá la acumulación de grandes cantidades de energía renovable excedente que se espera se vayan a producir en los próximos años. De esta forma, la tecnología contribuirá a permitir un despliegue masivo de las energías verdes y reducir con ello nuestra dependencia de los combustibles fósiles.