Ventajas del aire comprimido como vector energético

El aire comprimido, aplicado a un vehículo, nos proporciona abundantes ventajas frente a otros vehículos con un motor de explosión o un motor eléctrico.

Este sistema también puede ser incorporado en un vehículo híbrido, por ejemplo, con bombonas de aire comprimido y baterías de propulsión eléctrica adicionales, obteniendo un vehículo híbrido de propulsión eléctrica-neumática.

Ventajas de un vehículo de aire comprimido:

  • El coste de comprimir aire para que sea utilizado como sistema de propulsión de un vehículo es inferior al coste energético de un motor de explosión.
  • El aire es abundante, económico, transportable, almacenable y, sobre todo, no contaminante.
  • La tecnología de aire comprimido reduce el costo de producción de vehículos en un 20%, porque no hay necesidad de construir un sistema de refrigeración, el depósito de combustible, bujías o silenciadores.
  • El aire, de por sí, no es inflamable.
  • El diseño mecánico del motor es simple y robusto.
  • No sufre el efecto de la corrosión de las baterías en caliente.
  • Tiene un menor coste de fabricación y de mantenimiento.
  • Las bombonas de aire comprimido, pueden ser eliminadas o recicladas con menos contaminación que las baterías.
  • Las bombonas de aire comprimido tienen una vida útil más larga que las baterías, puesto que estas tienen problemas asociados con la degradación a medida que aumenta el número de cargas.
  • El depósito puede ser llenado con más frecuencia y en menos tiempo del que se pueden recargar las baterías.

Almacenamiento de energía

El almacenamiento de energía con aire comprimido es un método no sólo eficiente y limpio, sino económico. En 1973 CAES (Compressed Air Energy Storage) instaló en Alemania la primera planta de almacenamiento de energía en aire comprimido, haciendo uso de las cuevas naturales del subsuelo como almacén. Más tarde se han ido instalado posteriores plantas similares en Estados Unidos (Alabama y Ohio).

Estas plantas están diseñadas para operar en un ciclo diario, la carga durante la noche y la descarga durante el día.

El funcionamiento ingenioso de estas plantas se basa en aprovechar la energía eléctrica sobrante (de bajo costo) fuera de las horas punta, para comprimir el aire en un almacenamiento subterráneo, y más tarde utilizarlo para alimentar una turbina generadora para alimentar a la red eléctrica durante los periodos de alta demanda energética.

planta de almacenamiento de energía en aire comprimido

Un ejemplo más concreto y con buenos datos funcionales es la central instalada en Alabama, USA. En este caso el reservorio es de tipo de volumen constante, a diferencia de otros casos (en los casos en los que hay conexión subterránea con napas de agua).

El aire se comprime de forma escalonada, con enfriamientos intermedios, con lo cual se consigue un buen rendimiento en la etapa de almacenamiento de energía en los períodos en los que la red tiene excedente de energía.

esquema de una planta de almacenamiento de energía

circuito interno planta acumulacion aire

Cuando es requerida ésta nuevamente, se utiliza el aire comprimido para alimentar turbinas de gas, también con un ciclo recuperativo de buen rendimiento termodinámico, con combustión y post combustión, y recuperación de calor de los gases de salida.

A primera vista, por más que en los expansores se efectúe un ciclo recuperativo, el rendimiento total de las turbinas de gas normales no permitirían alcanzar el rendimiento total que ostentan este tipo de instalaciones, a partir de 75%. Pero en realidad, en la etapa de generación, es decir, de transformación de la energía acumulada, la totalidad de la energía generada por las turbinas de gas es utilizada para accionamiento del generador eléctrico, es decir que no se deriva energía para accionamiento de compresores, y que constituyen justamente el factor limitante* del rendimiento de las turbinas de gas.

Este esquema, como comentamos antes corresponde a la primera instalación de este tipo efectuada en el estado de Alabama, USA, y cuyos datos funcionales son los siguientes:
• Potencia: 110MW
• Ubicación: Mac Intosh – Alabama (USA.)
• Capacidad máxima: 26 horas
• Relación: 1,7 hora de compresión por hora de generación
• Rendimiento: 75-76,1 %
• Costo: 500 U$S/KW (1988)

El aire comprimido como forma de energía también se puede utilizar para describir la tecnología en menor escala, como los coches explotados por aire o parques eólicos que almacenan la energía en tanques de fibra de carbono. El almacenamiento de la energía en aire comprimido es una solución muy viable para poder adaptar la irregularidad del suministro de las turbinas eólicas a la irregularidad de la demanda.

circuito interno planta acumulacion aire

Sistema recolector energético por tránsito vehicular

El sistema tiene como objetivo producir energía eléctrica a bajo costo y de forma no contaminante. El inventor es Nelson Gonzáles Acosta, nativo de República Dominicana.

El proceso para producir energía eléctrica se basa en la instalación de una rampa con un ángulo de unos 45 grados que desciende al paso de los vehículos.

Paso 1: rampa con un ángulo de unos 45 grados que desciende al paso de los vehículos

Con este movimiento descendente se activa un sistema de placas que comprime el aire resultante y lo impulsa hacia un tanque recolector.

Paso 2: sistema de placas que comprime el aire resultante y lo impulsa hacia un tanque recolector

Ese aire comprimido es conducido hacia el depósito a través de un sistema de tuberías. Una vez el aire esta almacenado, se inyecta hacia una turbina neumática que hace mover una correa unida a un generador, el cual es el encargado de producir la energía eléctrica y distribuirla a la red.

Paso 5: el aire almacenado se inyecta hacia una turbina neumática

Paso 6: el generador es el encargado de producir energía eléctrica y distribuirla

Fuente: http://www.cochesdeaire.com/los-coches/acumulacion-industrial-aire.html

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