¿Cómo pueden los ingenieros mecánicos reducir el costo del almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo?

1 Selección del sitio

Uno de los principales factores que afectan el costo de PHES es la selección del sitio. Hay que tener en cuenta la disponibilidad de agua, la diferencia de elevación, la distancia entre los embalses, la geología, el uso del suelo y la conexión a la red. Lo ideal es encontrar un sitio que tenga un gran volumen de agua, una altura alta, una tubería forzada corta, una formación rocosa estable, un bajo impacto ambiental y una línea de transmisión cercana. Sin embargo, estos sitios son raros y, a menudo, ya están explotados. Por lo tanto, es posible que deba explorar opciones alternativas, como el uso de presas existentes, minas abandonadas, ubicaciones en alta mar o islas artificiales. Estas opciones pueden reducir los costos de construcción y los impactos ambientales de PHES, pero también pueden plantear algunos desafíos técnicos y regulatorios.

2 Diseño del sistema

Otro factor que afecta el costo de PHES es el diseño del sistema. Hay que tener en cuenta los componentes, los materiales, el diseño y el funcionamiento del sistema PHES. Por ejemplo, puede elegir entre diferentes tipos de turbinas, bombas, generadores y válvulas, dependiendo de las características y requisitos del sitio y de la red. También puede utilizar materiales avanzados, como compuestos, cerámicas o aleaciones, para mejorar el rendimiento y la durabilidad del sistema. Además, puede optimizar el diseño y la configuración del sistema, como el uso de un solo eje para la bomba y la turbina, o el uso de múltiples depósitos o etapas. Además, puede mejorar el funcionamiento y el control del sistema, como el uso de variadores de velocidad, algoritmos inteligentes o soluciones híbridas de almacenamiento de energía.

3 Integración de sistemas

Un tercer factor que afecta el costo de PHES es la integración del sistema. Hay que tener en cuenta cómo interactúa el sistema PHES con la red, el mercado y las demás fuentes de energía. Por ejemplo, puede utilizar PHES para proporcionar servicios auxiliares, como la regulación de frecuencia, el soporte de tensión o la reserva giratoria, lo que puede aumentar los ingresos y el valor del sistema. También puede utilizar PHES para integrar más fuentes de energía renovables, como la eólica o la solar, lo que puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los costes de combustible del sistema. Además, puede utilizar PHES para mejorar la resiliencia y la fiabilidad de la red, por ejemplo, proporcionando energía de respaldo, capacidad de isla o servicio de arranque en negro.