Observatorio de I+D+i UPM

Volver atrás | Soluciones

SILSTORE. Sistemas de conversión y almacenamiento de energía de alta temperatura

Ficha comercial

[SILSTORE]Ficha_comercial_UPM_ES(Innovatech) PDF
 
Resumen

Sistema que almacena electricidad bajo la forma de calor latente de silicio y lo convierte de nuevo en electricidad a través de convertidores termo-fotovoltaicos

Se prevé que el consumo global de electricidad crezca por encima del 60% en el plazo de 2011 a 2030. El desarrollo de soluciones basadas en materiales abundantes y sostenibles con el medio ambiente es el desafío clave en el campo de las tecnologías de almacenamiento de energía del futuro. Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado SILSTORE, un nuevo sistema que almacena electricidad bajo la forma de calor latente silicio y la convierte de nuevo en electricidad a través de convertidores termo-fotovoltaicos. SILSTORE tiene el potencial de propocionar mayores densidades de energía que otros sistemas de almacenamiento (por ejemplo, baterías) a precios muy competitivos. 

 
Descripción Tecnológica

Un dispositivo termo-fotovoltaico funciona de forma similar a una célula solar, con la diferencia de que están diseñados para convertir en electricidad el calor radiante que emiten los materiales incandescentes. Al ser una tecnología que carece de partes móviles y que no requiere contacto directo con la fuente térmica, estos dispositivos son una alternativa sencilla y robusta a las máquinas térmicas convencionales, pudiendo trabajar a temperaturas mucho mayores. También proporcionan densidades de potencia muy elevadas, del orden de 100 a 500 veces la de una célula solar. Su aplicación más directa es la de recuperación del calor radiante en industria de alta temperatura. Además, SILSTORE ha patentado una tecnología de almacenamiento de energía que utiliza estos dispositivos y silicio fundido (1400 °C) como medio de almacenamiento. Este sistema tiene potencial para alcanzar densidades energéticas superiores a la mayoría de tecnologías existentes (por ejemplo, baterías) y por lo tanto alcanzar costes considerablemente menores.

 

“SILSTORE utiliza como medio de almacenamiento silicio, el segundo material más abundante de la corteza terrestre y que permite acumular más de 500 kWh/m3,  superando el potencial de la mayoría de tecnologías competidoras” 

 

 
Necesidades de Mercado

  • Recuperación de calor en industria
    • Entre el 20 y el 50% de la energía empleada en la industria se pierde en forma de calor. Las pérdidas en la factura energética de una fábrica de acero puede ascender a varios decenas de millones de euros anuales.
    • Se necesitan sistemas robustos, sencillos y escalables, que sean poco intrusivos con el proceso de producción de la fábrica y que permitan tiempos de retorno de la inversión por debajo de los 5 años.
  • Almacenamiento de energía
    • Tecnología de bajo coste: esta es la principal barrera para las tecnologías de almacenamiento actuales.
    • Empleo de materiales abundantes y seguros.
    • Aumentar la densidad energética y la eficiencia.

 

“En una fábrica de acero, por ejemplo, existen grandes superficies incandescentes durante las 24 horas de los 365 días del año. SILSTORE proporciona soluciones fotovoltaicas para recuperar ese calor radiante y producir electricidad”

 
Potencial de Mercado

  • A nivel global, se prevé que el mercado de sistemas avanzados de almacenamiento de energía que incluye almacenamiento distribuido y transporte crezca a un ritmo del 10% CAGR desde 2013, para alcanzar un negocio de $ 10.8 billones en 2018. Los drivers claves de crecimiento serán la creciente implantación de energías renovables, nuevos sistemas de transporte y distribución en red, instalaciones smart grid, y demanda creciente por vehículos eléctricos e híbridos [marketsandmarkets.com, 2013].
  • El mercado específico de almacenamiento de energía con origen solar ascenderá de aproximadamente 200 $ millones en 2012 hasta 19 $ billones en 2017 [IMS Research].
  • La demanda en el mercado global de sistemas avanzados de almacenamiento de energía crecerá según previsiones hasta los 32,000 TWh en 2035, un aumento del 70% desde 2012. El consumo mundial de electricidad tendrá un crecimiento previsto superior al 60% en el período 2011-2030. Este elevado incremento de la demanda deberá garantizarse con un aumento de generación de energía de 6,000 GW adicionales a la capacidad existente [marketsandmarkets.com, 2013].
  • China, India, la Unión Europea y los EEUU prevén invertir al menos 380 $ billones en almacenamiento de electricidad en el plazo temporal hasta 2050 para apoyar la descarbonización [International Energy Agency report, 2014].

 

 
Ventajas Competitivas de la Solución

  • Recuperación de calor en industria
    • Tecnología sencilla, modular, robusta y poco intrusiva con el proceso de producción.
    • Densidades de potencia muy elevadas (>1 kW/m2).
  • Almacenamiento de energía
    • Sistemas ultra-compactos.
    • Producción simultánea de calor y electricidad (cogeneración).
    • Bajo coste y materiales abundantes.

 

“Un dispositivo termo-fotovoltaico genera electricidad a partir de la radiación incandescente de cuerpos a alta temperatura y produce entre 100 y 500 veces  más potencia que una célula solar”

 
Referencias

  • El Instituo de Energía Solar (IES-UPM) es un centro de referencia a nivel mundial en el campo de la energía solar fotovoltaica, con una amplia y prolongada relación con la industria.
 
Protección

  • Solicitud de patente en EEUU: US 2015/0256119A1,  WO 2015/132305 A1.
  • Solicitud de patente en España: 007-16

 

 

 
Grado de Desarrollo

  • Concepto
  • Investigación
  • Prototipo Lab
  • Prototipo Industrial
  • Producción
 
Contacto

Contacto SILSTORE

Alejandro Datas

e: a.datas@ies-def.upm.es

Instituto de Energía Solar (IES-UPM)

w: http://www.ies.upm.es

Contacto UPM

Área de Innovación, Comercialización y Creación de Empresas

Centro de Apoyo a la Innovación Tecnológica  – UPM

e: innovacion.tecnologica@upm.es 

 
S2i 2018 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNPACTO (IPT-020000-2010-22)