En ocasiones, no nos damos cuenta, de lo dependientes que somos de la energía eléctrica, hasta que carecemos de ella, producto de desastres naturales como temblores, huracanes, etc. El generar la electricidad, la habilidad para almacenarla y sus diferentes usos, son los desafíos a los que se enfrentan los ingenieros en los departamentos de investigación y desarrollo de todo el mundo. Presentamos por lo tanto, algunas de las tendencias en ingeniería eléctrica que se están desarrollando y que incluyen: Redes eléctricas inteligentes, baterías de gran capacidad, baterías de nano cables y transferencia de electricidad inalámbrica.
Redes eléctricas inteligentes.
La naturaleza en el uso de la electricidad, está cambiando dramáticamente, especialmente a nivel del consumidor. En el pasado los consumidores, dependían de una compañía generadora local, para energizar un cierto número de dispositivos en localidades estáticas. Ahora los consumidores tienen un número creciente de opciones para generar su propia electricidad (los sobrantes de las cuales pueden vender), lo cual coincide con el gran incremento de dispositivos de alto consumo eléctrico, tales como los vehículos eléctricos.
La infraestructura para entregar toda esta esta electricidad, también debe cambiar. La red eléctrica nacional, por lo tanto debe instalar dispositivos inteligentes atravez de la red y hasta la entrega al consumidor, en sus oficinas, casas y fábricas. Los datos de esta red inteligente, permitirá un mayor grado de control, anticipándose a los picos en la demanda, administrando las diferentes fuentes de generación y la identificación instantánea de posibles apagones.
Baterías de gran capacidad.
Uno de los problemas estructurales más profundos, en la red nacional, es que la electricidad es sumamente difícil de almacenar en gran escala. Este es un problema que adquiere mayor relevancia en la medida que el mundo se mueve a fuentes de energía renovables, tales como la eólica y solar. Estas fuentes producen energía, cuando hay viento o cuando hay sol, pero no necesariamente cuando la demanda es mayor.
En respuesta a lo anterior, en muchas partes del mundo, se está explorando diversas técnicas de almacenamiento. Actualmente la tecnología más usada, son las baterías de litio, que funcionan mejor en teléfonos inteligentes, pero no para el almacenamiento a gran escala. Los investigadores, están contemplando la utilización de Baterías de flujo redox, como el mejor candidato para remplazar a las baterías de litio
Baterías de nano cables
Es probable que las baterías de Litio sea la tecnología que se continuara usando en los teléfonos inteligentes, durante, la próxima década, pero aún hay espacio para mejorar. Uno de los problemas a resolver, es el de la durabilidad. Una batería de Litio, simplemente deja de funcionar después de unas cuantas miles de recargas.
Sin embargo hay un opción desarrollada recientemente, en baterías con nano cables.
Hay avances importantes en el desarrollo de nano cables. Usando nano cables de oro, encapsuladas en un gel electrolítico, estas baterías pueden recargarse hasta 200,000 veces, sin pérdida de capacidad y funcionalidad. Ahora bien, el llevar esta tecnología a producción masiva, es otro asunto. Los investigadores, calculan que se llevara otros 3 años para su uso comercial, pero promete transformar el almacenaje de energía.
Transferencia de energía en forma inalámbrica
Una alternativa al uso de baterías, especialmente para dispositivos pequeños en el Internet de las cosas, es recargas inalámbricas. Esta opción ya es familiar para los usuarios de teléfonos inteligentes, que ya no tienen que preocuparse por los daños en las entradas de sus teléfonos por el uso de los mismos. El desafío para los ingenieros es extender el rango y capacidad, de tal manera que un mayor número de dispositivos del internet de las cosas, puedan energizarse de esta manera.
Los vehículos eléctricos, pronto, podrán cargarse en forma inalámbrica. Las actuales estaciones de carga, que están sujetas al vandalismo, podrán ser remplazadas por puntos de carga eléctrica, en los cuales los conductores simplemente deberán estacionarse junto a estas estaciones, sin necesidad de físicamente conectar el vehículo al cargador
