Una batería de gravedad es un sistema que almacena energía utilizando la gravedad. Funciona aprovechando el principio de energía potencial gravitatoria: la energía se almacena al elevar una masa contra la gravedad, y se libera cuando la masa se deja caer, convirtiendo la energía potencial en otra forma útil de energía, como electricidad.
Durante los periodos de baja demanda o exceso de generación de energía (por ejemplo, cuando hay mucha producción de energía renovable como solar o eólica), se utiliza esta energía excedente para elevar una masa (como un peso sólido o agua) a una cierta altura. La energía utilizada en este proceso se almacena como energía potencial gravitatoria. Cuando se necesita energía, simplemente se deja caer la masa. A medida que cae, la energía potencial se convierte en energía cinética. Esta energía cinética se puede convertir luego en electricidad, por ejemplo, haciendo girar una turbina conectada a un generador.
Tipos de baterías de gravedad
Existen diferentes enfoques para las baterías de gravedad. Entre ellas está la torre de pesos, que consiste en levantar bloques sólidos pesados a una cierta altura. Empresas como Energy Vault han desarrollado sistemas que elevan bloques de hormigón, los cuales se bajan para generar electricidad. Otra forma es el almacenamiento hidroeléctrico de bombeo, que es más tradicional. Se bombea agua a un embalse elevado durante los periodos de baja demanda y se deja caer a través de una turbina para generar electricidad durante los picos de demanda. El primer sistema notorio de este tipo se desarrolló en 1907 en Suiza.
El primer dispositivo que utilizaba la gravedad para impulsar el movimiento mecánico fue el reloj de péndulo, inventado en 1656 por Christiaan Huygens. El reloj funcionaba gracias a la fuerza de la gravedad mediante un mecanismo de escape que hacía que un péndulo se moviera hacia adelante y hacia atrás. Un reloj de péndulo accionado por un peso de 1 kg y 1 m de recorrido puede almacenar casi 10 julios, es decir, 1/360 de Wh, mientras que una batería típica de iones de litio puede almacenar alrededor de 7 Wh. Pero si el peso del péndulo y su longitud son mucho mayores, las energías producidas sí pueden ser competitivas.
Para conseguir una longitud muy larga de caída de un peso se puede usar una mina abandonada. Una mina ideal es la de Pyhäsalmi, en Finlandia, que es la mina de mina de minerales metálicos más profunda de Europa. En ella, la empresa Gravitricity planea construir una bóvedad de gravedad colgando un peso muy pesado y conectándolo a un generador. Almacenará energía como energía potencial tirando del peso hacia arriba (cuando haya energía renovable sobrante) y luego la generará nuevamente dejándolo caer en picado.
Sistemas como estos contribuirían a paliar el problema de la intermitencia de la energía renovable permitiendo mantener las luces encendidas cuando el viento no sopla o el sol no brilla. Hasta ahora se han buscado la solución en en tecnologías costosas como el hidrógeno, la energía nuclear y las baterías de iones de litio. La batería de gravedad es un mátodo mucho más rudimentario pero bastante efectivo.
Ventajas y desventajas
Como gran ventaja de este sistema podríamos mencionar la eficiencia energética, ya que, una vez instalada, la eficiencia de convertir energía potencial en energía eléctrica es bastante alta. Además, los sistemas no dependen de reacciones químicas, lo que puede llevar a una vida útil más larga comparada con las baterías químicas. Otras ventajas son la escalabilidad y la flexibilidad, ya que estos sistemas pueden ser escalados para adaptarse a diferentes necesidades de almacenamiento de energía.
Entre las desventajas hay que mencionar que la instalación de estos sistemas puede requerir una cantidad significativa de espacio y condiciones geográficas específicas (como áreas montañosas para el almacenamiento hidroeléctrico de bombeo). Además, los costos de construcción pueden ser altos, aunque los costos operativos suelen ser bajos una vez que el sistema está en funcionamiento.
