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    Cómo funcionará el parque de energía almacenada de Iowa
    El parque de energía almacenada de Iowa, previsto para su finalización en 2011, costará alrededor de $ 200, 000 a $ 225, 000 - sin incluir el costo de las instalaciones eólicas. Vea imágenes de energía eólica. 2008 HowStuffWorks

    Como fuente de energía, el viento tiene muchos beneficios. Es un recurso renovable alimentado por el horno de nuestro planeta, el sol. Genera electricidad sin producir gases de efecto invernadero.

    Y no está asociado con subproductos tóxicos como el mercurio o los desechos radiactivos.

    Desafortunadamente, La energía eólica también tiene algunos inconvenientes que han impedido su adopción generalizada. Primero, el viento no sopla todo el tiempo, ya veces suena más fuerte cuando menos lo necesitas. Pero, ¿y si pudiera almacenar el exceso de energía creado por los parques eólicos para poder utilizarlo más tarde?

    Esa es la idea detrás del Parque de energía almacenada de Iowa (ISEP) . En este caso, la energía se almacena como aire comprimido, y la unidad de almacenamiento no es una batería, sino la Tierra misma. No es ciencia ficcion. De hecho, la tecnología detrás del almacenamiento de energía por aire comprimido (CAES) existe desde hace muchos años, aunque está recibiendo más atención de ambientalistas y expertos en energías renovables en busca de soluciones ecológicas para reemplazar los combustibles fósiles.

    ¿Entonces, cómo funciona? Siga leyendo para averiguarlo.

    Sopa de acrónimo

    Como el viento, Los acrónimos son un recurso renovable cuando se habla de Iowa Stored Energy Park. Aquí hay algunos que necesitará saber:

    ISEP - Parque de energía almacenada de Iowa. La "P" originalmente significaba "Planta, "pero cambió a" Park "cuando la organización se incorporó en 2005.

    ISEPA - Agencia de parques de energía almacenada de Iowa. Una corporación formada bajo la sección 28E del código de Iowa, ISEPA representa a más de 130 empresas de servicios públicos municipales ubicadas en Iowa, Minnesota y las Dakotas.

    CAES - Almacenamiento de energía de aire comprimido. CAES es una tecnología en la que la energía se almacena en forma de aire comprimido en una caverna subterránea. Luego, durante los períodos de máxima demanda, el aire se utiliza para generar energía con un sistema turbogenerador.

    SOY TÚ - Asociación de Servicios Públicos Municipales de Iowa. IAMU representa a más de 550 municipios eléctricos, gas, servicios públicos de agua y telecomunicaciones en todo Iowa. Es la organización más grande de su tipo en el país.

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    ¿Qué es el Iowa Stored Energy Park?

    La electricidad en el Iowa Stored Energy Park será generada por turbinas eólicas. El exceso de viento impulsará un compresor y se almacenará en piedra arenisca bajo tierra para su uso posterior. 2008 HowStuffWorks

    El concepto de ISEP se propuso por primera vez en 2003, cuando los miembros de la Asociación de Servicios Municipales de Iowa (IAMU) formaron un comité de estudio para explorar cómo la energía eólica podría usarse de formas creativas para complementar la producción de energía del estado.

    Iowa es el tercer productor más grande de energía eólica en los Estados Unidos, justo detrás de California y Texas. Para avanzar aún más en su posición de liderazgo en la producción eólica, el comité de estudio de IAMU sabía que otro gran parque eólico, incluso uno que contenga lo último en tecnología, turbinas súper eficientes, no serían suficientes por sí solas. Necesitaban un mecanismo para almacenar energía. El comité propuso una planta de energía que integraría dos elementos clave:un parque eólico de 100 megavatios y una instalación de almacenamiento de energía de aire comprimido.

    La idea detrás de ISEP se basa en dos instalaciones CAES exitosas que ya están en funcionamiento:una en Huntorf, Alemania, operado por Nordwest Deutsche Kraftwerke desde 1978; y otro en McIntosh, Ala., operado por la Cooperativa Eléctrica de Alabama desde 1991. Ambas instalaciones almacenan aire comprimido bajo tierra. La planta de Huntorf utiliza cavernas de sal como depósito de almacenamiento. La planta de McIntosh utiliza minas preexistentes.

    El comité de planificación del ISEP quería experimentar con el almacenamiento de aire comprimido en un acuífero . Un acuífero es una capa subterránea de roca que es capaz de contener agua. La roca puede hacer esto porque contiene millones de pequeños espacios entre la roca y las partículas de grava. Estos pequeños espacios atrapan el agua y la retienen. Como resulta, esta roca altamente permeable también se puede llenar con aire. De hecho, si bombeas aire a un acuífero a gran presión, actúa como una burbuja gigante y desplaza el agua subterránea. Unos meses después de que inició el estudio, el comité encontró un acuífero cerca de Fort Dodge, Iowa, eso parecía ideal. El acuífero estaba cerca de la red de transmisión eléctrica y un gasoducto. Sin embargo, el sitio finalmente resultó inadecuado por una variedad de razones.

    Cuando el equipo comenzó a examinar otros sitios, también pasó por algunos cambios organizativos. En 2005, el comité de IAMU pasó la responsabilidad del ISEP a la Agencia de Parques de Energía Almacenada de Iowa (ISEPA), una corporación de Iowa que representa a más de 130 servicios públicos municipales en Iowa, Minnesota y las Dakotas.

    Dos años después, en enero de 2007, la agencia finalmente completó su proceso de selección y se instaló en un sitio al oeste del Dallas Center en el centro de Iowa. El sitio es ideal por varias razones. El acuífero 3, 000 pies (914 metros) debajo de la superficie, es profundo y ancho, lo que significa que puede almacenar una gran cantidad de aire. Otra característica atractiva es la geología del sitio. El acuífero está compuesto por capas de arenisca cubiertas por una densa pizarra. La piedra arenisca es muy porosa y retiene bien el aire y el agua. Finalmente, el sitio está a 30 millas (48,3 km) del centro de Des Moines, lo cual es bueno para el desarrollo económico. La agencia espera que ISEP se convierta en un destino turístico, y estar cerca de la capital del estado podría generar más tráfico.

    El sitio del Dallas Center no lo es, sin embargo, la mejor zona de viento en Iowa. Como resultado, ISEPA está investigando la posibilidad de un parque eólico remoto. La agencia podría construir el parque o podría contratar un parque eólico de propiedad privada existente. De cualquier manera, el viento es un componente crítico del proyecto. De hecho, El uso del viento como fuente de energía es una de las principales diferencias entre el ISEP y las plantas de Huntorf y McIntosh. Tanto Huntorf como McIntosh utilizan electricidad fuera de horas pico de centrales eléctricas tradicionales nucleares o de carbón para hacer funcionar el compresor que bombea aire bajo tierra. ISEP utilizará electricidad generada por el viento para hacer funcionar el compresor y dirigirá cualquier exceso de energía de regreso a la red. Al usar CAES y energía eólica juntos, ISEP podrá proporcionar un medio ambiente, fuente de energía alternativa para hogares y negocios.

    En la siguiente sección, veremos cómo exactamente ISEP producirá electricidad.

    ISEP y generación eléctrica

    Las turbinas de combustión queman una mezcla de combustible y aire para generar electricidad. La mayor parte de la energía del proceso va al procesador, no a las turbinas, que crean electricidad. 2008 HowStuffWorks

    Aunque la energía eólica es un componente importante de ISEP, no eliminará por completo los combustibles fósiles de la ecuación de producción de energía. En lugar de, reducirá la cantidad de combustible fósil que se utiliza para producir electricidad. Para entender por qué esto es así, consideremos primero una central eléctrica de turbina convencional, que depende del gas natural como fuente de energía.

    En el corazón de una instalación de este tipo se encuentra una turbina de combustión de tres secciones. La primera sección, el compresor, aspira aire al motor y lo presuriza. La segunda sección, el sistema de combustión, quema una mezcla de combustible y aire, que produce una alta temperatura, Corriente de gas a alta presión. A medida que la corriente de gas se expande a través de la turbina, la tercera sección, hace girar cuchillas giratorias. Las cuchillas giratorias realizan dos funciones:accionan el compresor, y hacen girar un generador para producir electricidad. De hecho, la mayor parte de la energía utilizada en una turbina de combustión se destina al funcionamiento del compresor, no a generar electricidad.

    CAES mejora la eficiencia operativa de las turbinas de gas porque la compresión se realiza por separado. La electricidad fuera de las horas pico hace funcionar un motor que fuerza el aire a un depósito subterráneo. Durante las épocas de máxima demanda, el aire se libera de la cámara de almacenamiento y se canaliza al sistema de combustión de una turbina de gas. El aire ya está comprimido, para que la turbina no tenga que hacer funcionar un compresor; toda la energía se destina a hacer funcionar el generador. Como resultado, se utiliza mucho menos gas natural.

    ISEP llevará esto un paso más allá al combinar el viento:un viento limpio y fuente de energía sostenible:con almacenamiento subterráneo en un acuífero. La siguiente ilustración muestra cómo se verá y funcionará ISEP. Repasemos los pasos:

    1. Las turbinas giratorias de un parque eólico generan electricidad a medida que el aire en movimiento sopla a través de las palas.
    2. Algo de esa electricidad, especialmente durante los picos de demanda, se dirige a la red eléctrica.
    3. El exceso de electricidad se dirige a un compresor que bombea aire a través de tuberías que se hunden profundamente en el suelo.
    4. El aire se almacena en arenisca porosa. A medida que aumenta la presión, el aire desplaza el agua subterránea como una burbuja gigante. En esencia, la piedra arenisca actúa como una batería capaz de almacenar aproximadamente 20 semanas de aire.
    5. Durante el día o cuando la demanda aumente, la empresa de servicios públicos puede extraer aire comprimido e introducirlo en el sistema de combustión de una turbina de gas. El aire se mezcla con el gas natural, y la mezcla de aire y combustible se quema a temperaturas extremadamente altas. La turbina utiliza un 50 por ciento menos de gas natural porque no tiene que hacer funcionar el compresor.
    6. La turbina de gas opera un generador, que produce electricidad.
    7. La electricidad se envía a hogares y empresas.

    ISEPA sigue evaluando la mejor solución para la producción eólica, pero está buscando completar el trabajo de diseño preliminar para mayo de 2008. En septiembre, la agencia comenzará a obtener los permisos necesarios de la Junta de Servicios Públicos de Iowa. La instalación debería estar operativa y generar electricidad en 2011. Cuando esté en funcionamiento, ISEP podría representar el 20 por ciento de la energía utilizada en un año en una empresa de servicios públicos municipal típica de Iowa. También podría ahorrar a las ciudades y sus servicios públicos hasta $ 5 millones cada año en energía comprada [fuente:Energy Services Bulletin].

    Otras empresas de servicios públicos de todo el país están observando ISEP con gran interés. Algunos incluso han comenzado sus propios proyectos CAES. En el oeste de Texas, TXU Energy está trabajando con Shell WindEnergy para construir un 3, Parque eólico de 000 megavatios conectado a un sistema CAES que bombeará aire a domos de sal subterráneos. Se están explorando otros sitios en Nuevo México y la Costa del Golfo. De cualquier manera, utilizando cuevas de sal subterráneas o acuíferos, CAES aún puede brindar la mejor esperanza de hacer que el viento sea un contribuyente importante al suministro total de electricidad de los EE. UU. El Instituto de Investigación de Energía Eléctrica estima que más del 85 por ciento de los EE. UU. Tiene características subterráneas que podrían respaldar la técnica. Quizas un dia, una red nacional de instalaciones que combina CAES con energía eólica suministrará hasta el 10 por ciento de la electricidad de Estados Unidos [fuente:BusinessWeek].

    Para obtener más información sobre la energía eólica y temas relacionados, eche un vistazo a los enlaces de la página siguiente.

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    Más enlaces geniales

    • El sitio web de Iowa Stored Energy Park
    • Sitio web de la Asociación de Servicios Públicos Municipales de Iowa
    • Almacenamiento de energía de aire comprimido en el sitio web del Departamento de Energía de EE. UU.
    • Investigación eólica:Laboratorio Nacional de Energía Renovable
    • Laboratorios Nacionales Sandia

    Fuentes

    • Aston, Adán. "Atrapando el viento en una botella". BusinessWeek. 8 de octubre 2007. http://www.businessweek.com/magazine/content/07_41/b4053092.htm
    • Gardner, John y Haynes, Todd. "Descripción general del almacenamiento de energía de aire comprimido". Universidad Estatal de Boise. Diciembre de 2007. http://coen.boisestate.edu/WindEnergy/resources/ER-07-001.pdf
    • Sitio web de la Asociación de Servicios Públicos Municipales de Iowa http://www.iamu.org/
    • El sitio web de Iowa Stored Energy Park http://www.isepa.com/index.asp
    • "Iowa combinará la energía eólica y la tecnología CAES". Mundo de las energías renovables. 12 de enero 2007. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/story?id=47096
    • "Las empresas de servicios públicos de Iowa todavía están aprendiendo lecciones de las instalaciones de energía almacenada". Boletín de Servicios Energéticos. Vol. 26, Numero 3, Marzo de 2007. http://www.wapa.gov/ES/pubs/esb/2007/mar/mar071.htm
    • "El viento más aire comprimido equivale a un almacenamiento de energía eficiente en la propuesta de Iowa". Boletín de Servicios Energéticos. Vol. 22, No. 4, Agosto de 2003. http://www.wapa.gov/es/pubs/ESB/2003/03Aug/esb084.htm

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