La fuente de energía intermitente se convierte en energía fiable con la ayuda del detector de fugas de INFICON

Un fabricante sueco de sistemas de almacenamiento de energía ahorra un tiempo considerable de desarrollo al utilizar el detector de fugas de hidrógeno Sentrac Strix^® de INFICON.

Azelio fabrica unidades de almacenamiento térmico que permiten a los operadores de instalaciones de energía renovable suministrar energía constante a la red a partir de una fuente de energía que varía en intensidad. Por ejemplo, los operadores de parques solares pueden recoger energía al mediodía, cuando el sol es más intenso, y suministrar electricidad por la tarde, cuando la demanda es mayor.

La unidad TES.POD de Azelio puede lograr esto manteniendo 4,4 toneladas de aluminio fundido en estado líquido, utilizando la electricidad de la fuente de energía renovable. El aluminio se funde a unos 600°C. Una vez líquido, el metal permanece en este estado y mantiene su temperatura durante mucho tiempo. El calor se extrae utilizando un intercambiador de calor que contiene sodio líquido, que tiene un punto de fusión bajo, de unos 100°C.

El calor impulsa un motor Stirling. A diferencia de un motor de combustión interna, donde el calor se produce en el interior, el cilindro de un motor Stirling se calienta desde el exterior. El gas que se encuentra en el interior del cilindro se expande y se contrae para mover el pistón, que hace girar el cigüeñal en el que está instalado un generador.

Necesidad de una carcasa libre de fugas

El detector de fugas de hidrógeno Sentrac versión Strix^® ayuda a garantizar que el gas no pueda entrar o salir de la estructura. El gas de trabajo dentro del motor Stirling es el gas hidrógeno, que es intrínsecamente propenso a las fugas debido a su baja viscosidad. Por otro lado, hay que evitar que el aire entre en el intercambiador de calor y en la propia unidad de almacenamiento térmico, ya que el oxígeno provoca corrosión y degrada el rendimiento. Para evitar la corrosión, el sistema se rellena con nitrógeno y se sella.

"Se espera que la unidad tenga una vida útil de 30 años. Para garantizar un servicio prolongado y sin problemas, hay que evitar la entrada de aire en el sistema, ya que la corrosión provocaría la obstrucción de los conductos de la unidad y la degradación del revestimiento cerámico del interior. Finalmente, la unidad dejaría de funcionar. Una pequeña cantidad de fugas de hidrógeno del motor Stirling es normal, pero el caudal de estas fugas pequeñas deben ser controladas", dice Fredrik Edin, supervisor de pruebas de Azelio.

"En el pasado, hemos utilizado un spray de detección de fugas, pero el detector de fugas de INFICON es mucho más eficaz."

"El rango de temperaturas es significativo aquí. Una fuga apenas perceptible a temperatura ambiente puede ser sustancial a 600°C."

La amplia gama de fluctuaciones de temperatura también haría que otros métodos comunes de detección de fugas con menor sensibilidad, como la prueba de caída presión, fueran ineficaces.

"El detector de fugas de INFICON es muy fácil de usar", afirma el operador de pruebas Marcus Carlsson.

"Cualquier fuga se detecta con rapidez y precisión, incluso las más pequeñas. También es útil para detectar fugas muy grandes, en las que el spray de detección de fugas simplemente saldría volando."

Sonda manual fácil de usar

El detector de fugas de hidrógeno Sentrac Strix Edition utiliza un sensor en una sonda manual que se adapta a geometrías intrincadas para localizar cualquier fuga con precisión. El detector de fugas detecta rápidamente cualquier presencia de gas y ayuda a localizar fugas de tamaños muy variados.

El detector de fugas utiliza un gas no inflamable, el Formigas, una mezcla un 5% de hidrógeno y un 95% de nitrógeno, como gas trazador para encontrar fugas. Éste se inyecta en la estructura vacía antes de realizar la prueba. Luego, un operador o un robot guía la sonda sobre el contorno de la estructura y detecta cualquier fuga de gas.

El sensor responde con rapidez y se recupera rápidamente tras la exposición al gas trazador, lo que permite continuar la prueba sin demora.

Incluso las fugas grandes se detectan sin que el detector se sature. Además, es capaz de trabajar dentro de ambientes muy contaminados de hidrógeno, lo que permite que la operación continúe incluso si la estación de trabajo se contamina momentáneamente con Formigas.

"Utilizamos los detectores de fugas de hidrógeno Sentrac Strix para el control de calidad, la localización de fallos y el desarrollo de productos. Ahora tenemos tres detectores y ciertamente ayudan a acortar el tiempo de desarrollo y fabricación", dice Edin.

Una unidad TES.POD puede recibir hasta 100 kW de carga durante 6 horas y suministrar 13 kW de efecto nominal durante 13 horas o más, según la demanda del usuario. Se pueden combinar varias unidades TES.POD una al lado de la otra en un sistema de la potencia deseada, hasta 100 MW.

Mientras que las baterías se cargan lentamente al principio y alcanzan su máxima eficiencia en la mitad del ciclo de carga, el almacenamiento térmico puede recibir una carga completa de principio a fin.

A diferencia de las baterías, el almacenamiento térmico no se degrada con el tiempo. El núcleo puede almacenar tanta energía después de 30 años de uso como cuando era nuevo. Tampoco requiere minerales raros, como el litio y el cobalto, necesarios para la fabricación de baterías. Todos sus materiales activos -aluminio, sodio e hidrógeno- son fáciles de conseguir en grandes cantidades. El núcleo del TES.POD de Azelio está fabricado con aluminio reciclado para minimizar aún más el impacto ambiental.

"Los primeros sistemas se han entregado recientemente a los clientes y ahora queremos aumentar la producción. Vemos un gran potencial para este producto y el detector de fugas de hidrógeno Sentrac Strix formará parte de nuestra trayectoria", concluye Edin.

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