Foto: Contenedores cargados con baterías de ion-litio que servirán para esatabilizar la red de Kauai cuando las nubes interrumpan el flujo de electricidad de la última central solar construida en la isla.

La perspectiva de contar con energía más barata y no dependiente del petróleo ha convencido a la cooperativa Eléctrica de la Isla de Kauai (KIUC por sus siglas en inglés) a quintuplicar su capacidad de generación de energía solar a lo largo del último año mediante la construcción de dos series de paneles solares de 12 megavatios. Estas instalaciones son las más grandes y las que más contribuyen a la generación eléctrica máxima de la isla hawaiana, de 78 megavatios. Cuando la segunda central entre en funcionamiento este verano, la energía solar en Kauai producirá aproximadamente el 80% de la generación eléctrica de la isla algunos días, según el director de suministro de energía de la compañía, Brad Rockwell.

Eso coloca a Kauai a la vanguardia de la generación de energía eléctrica y KIUC ya tiene heridas de guerra que lo demuestran. Las fluctuaciones de potencia de una primera central abierta en 2012 ya casi han quemado las grandes baterías que se instalaron para impedir que la energía solar desestabilizara la red de la isla.

Ahora KIUC está haciendo un segundo intento de usar baterías, con la esperanza de que la tecnología para el almacenamiento de energía haya progresado lo suficiente como para que no se repitan los mismos problemas. El nuevo sistema, instalado junto a la central solar que está a punto de terminarse en la orilla noreste de Kauai, es una de las primeras instalaciones comerciales de baterías de ion-litio a escala de red fabricadas por el gigante francés de las baterías SAFT.

La naturaleza intermitente de las fuentes de energía renovables como las solar supone toda una serie de desafíos para las compañías eléctricas, en función del tamaño y el diseño de la red. Las dificultades en Kauai se agudizan cuando las nubes se colocan encima de una central solar, algo que puede recortar la producción eléctrica de la central de un 70% a un 80% en menos de un minuto. Si la planta está proporcionando una cantidad sustancial de la energía de la red en ese momento, esa rápida pérdida de energía puede hacer que la frecuencia de la corriente alterna de la red caiga muy por debajo de los 60 hercios, lo que puede provocar daños en los equipos de los clientes o incluso apagones.

El primer sistema de almacenamiento de energía de Kauai, en la central fotovoltaica de 6 megavatios de Port Allen en la costa oeste de Kauai, se diseñó para mitigar estas "caídas de frecuencia" a través de la liberación de energía almacenada cuando caía la producción. Pero cuando la central entró en funcionamiento en diciembre de 2012, Rockwell y sus ingenieros se dieron cuenta rápidamente de que, como explica Rockwell, la batería "no era todo lo que prometía".

Foto: La central solar de Anahola está casi terminada.

El sistema, que costó dos millones de dólares (unos 1,72 millones de euros), fabricado por Xtreme Power de Lyle (EEUU) tiene potencia de sobra, ya que es capaz de liberar hasta 4,5 megavatios en rápidos estallidos. Lo que le falta es resistencia. Hubo muchas más caídas de frecuencia  que las esperadas por KIUC, y en los días de nubes y claros la batería se agotaba rápidamente.

Además, agotar la carga día tras días degrada la capacidad energética de la batería. Xtreme Power las había bautizado como baterías de ácido-plomo "avanzadas" porque aunque inicialmente almacenaban más energía y potencia que sus predecesoras, pero sufren con los ciclos repetidos de carga y descarga igual que todas las baterías de ácido-plomo. El sistema de Xtreme Power estaba diseñado para durar ocho años, pero pasados dos años tiene "muy poca" capacidad restante, según KIUC.

En consecuencia KIUC ha tenido que exigir más a sus generadores de diésel y gasolina para que funcionen cuando se producen caídas de frecuencia. Pero este uso intensivo desgasta a las máquinas, aumenta la contaminación atmosférica y anula parte del ahorro en combustibles fósiles que prometen las centrales solares. "Creo que hemos perdido un par de puntos porcentuales de eficiencia lo largo del último año", afirma Rockwell. "Y aún está por ver el impacto en mantenimiento".

Según el director ejecutivo de Greensmith, John Jung, cuya empresa californiana se dedica a proveer sistemas de almacenaje de energía, con una batería más grande y mejor software, las baterías de plomo-ácido de Xtreme Power podrían haber dado mejores resultados. Pero otros clientes de Xtreme Power se han enfrentado a los mismos problemas que KIUC, y Xtreme Power se declaró en quiebra en enero de 2014. La empresa de almacenaje de energía Younicos, con sede en Berlín (Alemania), compró la empresa tres meses después, menos los activos de fabricación de baterías.

Las baterías de ion-litio, sobre las que recaen ahora las esperanzas de KIUC, resisten mejor los ciclos continuos de carga y descarga que las baterías de plomo-acido. El director de Ingeniería de KIUC, John Cox, afirma que las baterías de ion-litio de SAFT tienen de cuatro a seis veces más capacidades de ciclos completos de descarga que las de Xtreme Power.

A principios de este mes había nubes y claros sobre el lugar donde está instalada la próxima central solar de KIUC y donde ya había ocho contenedores cargados con las baterías de SAFT colocados junto a los más de 57.000 paneles solares de la central.

El sistema de SAFT, que ha costado siete millones de dólares (unos seis millones de euros), puede proporcionar seis megavatios de potencia continuamente y hasta 12 megavatios en estallidos cortos, lo que equivale a la producción máxima de la central de Anahola. Y SAFT afirma que puede absober hasta 4,5 megavatios de forma continua.

La recarga debería ser lo suficientemente rápida como para mantener la batería operando todo el día con fluctuaciones de potencia de no más de 1,2 megavatios por minuto, según el director de Desarrollo de Negocio de la subsidiaria estadounidense de la empresa, SAFT America, que tiene su sede en Connecticut (EEUU).

McDowall confía plenamente en la instalación de Anahola, que tiene capacidad extra de almacenamiento, exigida por KIUC. Rockwell y él mantienen que esta capacidad extra no se desperdiciará. Permitirá a la batería de Anahola contrarrestar parte de la caída de frecuencia de otras centrales solares de Kauai, aliviando la carga de los generadores convencionales de KIUC. Un extra de capacidad de almacenamiento en Anahola también podría servir a Rockwell pata gestionar un nuevo problema con el que espera encontrarse antes del finales de este año: un exceso de generación de energía solar.

Cuando Anahola entre en funcionamiento, Rockwell prevé que haya días en Kauai en que los cielos despejados resulten en una generación de energía solar mayor de lo que soporta la red de KIUC. En vez de deshacerse del exceso, explica McDowall, KIUC podría usar el sistema de almacenaje de Anahola para absorber el exceso y distribuir esa energía cuando ya se haya puesto el Sol.