Almacenamiento de energía magnética superconductora

Los sistemas de almacenamiento de energía magnética superconductora (SMES) almacenan energía en el campo magnético creado por el flujo de corriente continua en una bobina superconductora que ha sido enfriada criogénicamente a una temperatura inferior a su temperatura crítica de superconductividad . Este uso de bobinas superconductoras para almacenar energía magnética fue inventado por M. Ferrier en 1970. ^{[ 2 ]}

Un sistema SMES típico consta de tres partes: una bobina superconductora , un sistema de acondicionamiento de energía y un refrigerador criogénico. Una vez que la bobina superconductora se energiza, la corriente no se disipa y la energía magnética se puede almacenar indefinidamente.

La energía almacenada puede liberarse a la red mediante la descarga de la bobina. El sistema de acondicionamiento de energía utiliza un inversor / rectificador para transformar la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) o convertir la CC de nuevo en CA. El inversor/rectificador supone una pérdida de energía de aproximadamente el 2-3% en cada sentido. El SMES pierde la menor cantidad de electricidad en el proceso de almacenamiento de energía en comparación con otros métodos de almacenamiento. Los sistemas SMES son altamente eficientes; la eficiencia de ida y vuelta es superior al 95%. ^{[ 3 ]}

Debido a los requerimientos energéticos de la refrigeración y al alto costo del cable superconductor , actualmente los SMES se utilizan para el almacenamiento de energía de corta duración. Por lo tanto, los SMES se emplean con mayor frecuencia para mejorar la calidad de la energía .

Existen varias razones para utilizar el almacenamiento de energía magnética superconductora (SMES) en lugar de otros métodos de almacenamiento. La principal ventaja del SMES es que el tiempo de retardo durante la carga y descarga es muy corto. La energía está disponible casi instantáneamente y se puede proporcionar una potencia de salida muy alta durante un breve período de tiempo. Otros métodos de almacenamiento de energía, como la energía hidroeléctrica de bombeo o el aire comprimido , presentan un retardo considerable asociado a la conversión de la energía mecánica almacenada en electricidad. Por lo tanto, si la demanda es inmediata, el SMES es una opción viable. Otra ventaja es que la pérdida de potencia es menor que en otros métodos de almacenamiento, ya que las corrientes eléctricas no encuentran resistencia . Además, los componentes principales de un SMES permanecen inmóviles, lo que se traduce en una alta fiabilidad.

Existen varias unidades SMES pequeñas disponibles para uso comercial y varios proyectos de bancos de pruebas de mayor tamaño. Varias unidades de 1  MW·h se utilizan para el control de la calidad de la energía en instalaciones de todo el mundo, especialmente para proporcionar calidad de energía en plantas de fabricación que requieren energía ultra limpia, como las instalaciones de fabricación de microchips. ^{[ 4 ]}

Estas instalaciones también se han utilizado para proporcionar estabilidad a la red en los sistemas de distribución. ^{[ 5 ]} El SMES también se utiliza en aplicaciones de servicios públicos. En el norte de Wisconsin , se desplegó una serie de unidades SMES distribuidas para mejorar la estabilidad de un bucle de transmisión. ^{[ 6 ]} La línea de transmisión está sujeta a grandes y repentinos cambios de carga debido a la operación de una fábrica de papel, con el potencial de fluctuaciones incontroladas y colapso de voltaje.

El modelo de prueba de ingeniería es un SMES grande con una capacidad de aproximadamente 20  MW·h, capaz de proporcionar 40  MW de potencia durante 30 minutos o 10  MW de potencia durante 2 horas. ^{[ 7 ]}

Un sistema SMES normalmente consta de cuatro partes.

Imán superconductor y estructura de soporte

Este sistema incluye la bobina superconductora, un imán y su protección. La energía se almacena desconectando la bobina del sistema principal y utilizando la inducción electromagnética del imán para generar una corriente en la bobina superconductora. Esta bobina conserva la corriente hasta que se vuelve a conectar al sistema principal, momento en el que se descarga parcial o totalmente.

Sistema de refrigeración

El sistema de refrigeración mantiene el estado superconductor de la bobina enfriándola hasta la temperatura de funcionamiento.

Sistema de acondicionamiento de energía

El sistema de acondicionamiento de energía normalmente contiene un sistema de conversión de energía que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) y viceversa.

Sistema de control

El sistema de control supervisa la demanda de energía de la red y controla el flujo de energía hacia y desde la bobina. Asimismo, gestiona el estado de la bobina SMES mediante el control del refrigerador.

Como consecuencia de la ley de inducción de Faraday , cualquier espira de alambre que genere un campo magnético variable en el tiempo también genera un campo eléctrico . Este proceso extrae energía del alambre mediante la fuerza electromotriz (FEM). La FEM se define como el trabajo electromagnético realizado sobre una carga unitaria cuando esta ha recorrido una vuelta completa en una espira conductora. La energía se almacena en el campo eléctrico. Este proceso utiliza la energía del alambre con una potencia igual al potencial eléctrico multiplicado por la carga total y dividido por el tiempo, donde ℰ es el voltaje o FEM. Al definir la potencia, podemos calcular el trabajo necesario para crear dicho campo eléctrico. Debido a la conservación de la energía, este trabajo también debe ser igual a la energía almacenada en el campo.

${\displaystyle P=Q{\mathcal {E}}/t}$

Esta fórmula se puede reescribir en la variable más fácil de medir de la corriente eléctrica mediante la sustitución.

${\displaystyle P=Q{\mathcal {E}}/t=I{\mathcal {E}},}$

donde I es la corriente eléctrica en amperios. La fuerza electromotriz (FEM) ℰ es una inductancia y, por lo tanto, puede reescribirse como:

${\displaystyle {\mathcal {E}}=L{\frac {dI}{dt}}}$

La sustitución ahora da como resultado:

${\displaystyle P=IL{\frac {dI}{dt}},}$

donde L es simplemente una constante de linealidad llamada inductancia, medida en henrios. Ahora que se ha hallado la potencia, solo queda sustituir el trabajo en la ecuación para calcularlo.

${\displaystyle W=\int _{0}^{T}Pdt=\int _{0}^{I}IL{\frac {dI}{dt}}dt=\int _{0}^{I}ILdI={\frac {LI^{2}}{2}}}$

Como se mencionó anteriormente, el trabajo debe ser igual a la energía almacenada en el campo. Todo este cálculo se basa en un solo cable enrollado. Para cables que se enrollan varias veces, la inductancia L aumenta, ya que L se define simplemente como la relación entre el voltaje y la tasa de cambio de la corriente. En conclusión, la energía almacenada en la bobina es igual a: ^{[ 8 ]}

${\displaystyle E={\frac {LI^{2}}{2}}}$

dónde

• E = energía medida en julios
• L = inductancia medida en henrios
• I = corriente medida en amperios

Consideremos una bobina cilíndrica con conductores de sección transversal rectangular . El radio medio de la bobina es R. a y b son el ancho y la profundidad del conductor. f se denomina función de forma, que varía según la forma de la bobina. ξ (xi) y δ (delta) son dos parámetros que caracterizan las dimensiones de la bobina. Por lo tanto, podemos escribir la energía magnética almacenada en dicha bobina cilíndrica como se muestra a continuación. Esta energía es función de las dimensiones de la bobina, el número de espiras y la corriente que la transporta.

${\displaystyle E=RN^{2}I^{2}f(\xi,\delta)/2}$

dónde

• E = energía medida en julios
• I = corriente medida en amperios
• f ( ξ , δ ) = función de forma, julios por amperímetro
• N = número de vueltas de la bobina

Además de las propiedades del cable, la configuración de la bobina es un aspecto importante desde la perspectiva de la ingeniería mecánica . Tres factores influyen en el diseño y la forma de la bobina: la tolerancia a la deformación , la contracción térmica durante el enfriamiento y las fuerzas de Lorentz en una bobina energizada. La tolerancia a la deformación es crucial, no por ningún efecto eléctrico, sino porque determina la cantidad de material estructural necesario para evitar la rotura del SMES. Para sistemas SMES pequeños, se selecciona un valor optimista de tolerancia a la deformación del 0,3 %. La geometría toroidal ayuda a reducir las fuerzas magnéticas externas y, por lo tanto, disminuye el tamaño del soporte mecánico necesario. Además, debido al bajo campo magnético externo, los SMES toroidales pueden ubicarse cerca de una red eléctrica o de la carga del cliente.

Para los SMES pequeños, se suelen usar solenoides porque son fáciles de enrollar y no requieren precompresión. En los SMES toroidales, la bobina se encuentra siempre comprimida por los aros exteriores y dos discos, uno superior y otro inferior, para evitar roturas. Actualmente, la geometría toroidal no es muy necesaria para los SMES pequeños, pero a medida que aumenta el tamaño, las fuerzas mecánicas se vuelven más importantes y se requiere una bobina toroidal.

Los conceptos más antiguos de SMES de gran tamaño solían incluir un solenoide de baja relación de aspecto, de aproximadamente 100  m de diámetro, enterrado en tierra. En el extremo inferior de tamaño se encuentra el concepto de micro-soleones SMES, para un rango de almacenamiento de energía cercano a 1  MJ.

En condiciones de estado estacionario y en estado superconductor, la resistencia de la bobina es despreciable. Sin embargo, el refrigerador necesario para mantener frío el superconductor requiere energía eléctrica, y esta energía de refrigeración debe tenerse en cuenta al evaluar la eficiencia de los SMES como dispositivo de almacenamiento de energía.

Aunque los superconductores de alta temperatura (HTS) tienen una temperatura crítica más alta, la fusión de la red de flujo ocurre en campos magnéticos moderados alrededor de una temperatura inferior a esta temperatura crítica. Las cargas térmicas que debe eliminar el sistema de refrigeración incluyen la conducción a través del sistema de soporte, la radiación de superficies más calientes a más frías, las pérdidas de CA en el conductor (durante la carga y descarga) y las pérdidas en los cables de alimentación fríos a calientes que conectan la bobina fría con el sistema de acondicionamiento de potencia. Las pérdidas por conducción y radiación se minimizan mediante un diseño adecuado de las superficies térmicas. Las pérdidas en los cables se pueden minimizar mediante un buen diseño de los mismos. Las pérdidas de CA dependen del diseño del conductor, el ciclo de trabajo del dispositivo y la potencia nominal.

Los requisitos de refrigeración para las bobinas toroidales de superconductor de alta temperatura (HTSC) y de baja temperatura (LTSC), para las temperaturas base de 77  K, 20  K y 4,2  K, aumentan en ese orden. Los requisitos de refrigeración se definen aquí como la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del sistema. A medida que la energía almacenada se multiplica por 100, el coste de refrigeración solo aumenta por 20. Además, el ahorro en refrigeración para un sistema HTSC es mayor (entre un 60 % y un 70 %) que para un sistema LTSC.

La relación entre los sistemas HTSC y LTSC es más económica, ya que existen otros componentes importantes que determinan el costo de los SMES: el conductor compuesto por el superconductor y el estabilizador de cobre, así como el soporte de frío, representan costos importantes en sí mismos. Estos deben evaluarse junto con la eficiencia y el costo total del dispositivo. Otros componentes, como el aislamiento de la cámara de vacío , representan una parte pequeña en comparación con el alto costo de la bobina. Los costos combinados de los conductores, la estructura y el refrigerador para las bobinas toroidales están dominados por el costo del superconductor. La misma tendencia se observa en las bobinas solenoides. Las bobinas HTSC cuestan entre 2 y 4 veces más que las bobinas LTSC. Se esperaba que las HTSC fueran más económicas debido a sus menores requisitos de refrigeración, pero esto no es así.

Para comprender mejor los costos, consideremos un desglose por componentes principales de las bobinas HTSC y LTSC correspondientes a tres niveles típicos de energía almacenada: 2, 20 y 200 MW·h. El costo del conductor predomina en los tres costos para todos los casos de HTSC y es particularmente importante en tamaños pequeños. La razón principal radica en la densidad de corriente comparativa de los materiales LTSC y HTSC. La corriente crítica del cable HTSC es generalmente menor que la del cable LTSC en el campo magnético de operación, aproximadamente de 5 a 10 teslas (T). Supongamos que los costos del cable son los mismos por peso. Debido a que el cable HTSC tiene un valor ( Jc ₎ menor que el cable LTSC, se necesitará mucho más cable para crear la misma inductancia. Por lo tanto, el costo del cable es mucho mayor que el del cable LTSC. Además, a medida que el tamaño del SMES aumenta de 2 a 20 a 200  MW·h, el costo del conductor LTSC también aumenta aproximadamente en un factor de 10 en cada paso. El coste del conductor HTSC aumenta un poco más lentamente, pero sigue siendo, con diferencia, el elemento más caro.

Los costos estructurales de los supercondensadores de alta temperatura (HTSC) y de baja temperatura (LTSC) aumentan de forma uniforme (en un factor de 10) con cada incremento de 2 a 20 a 200 MW·h. Sin embargo, el costo estructural de los HTSC es mayor debido a que su tolerancia a la deformación (las cerámicas no soportan mucha carga de tracción) es menor que la de los LTSC  , como el _Nb₃Ti o el _Nb₃Sn , que requieren más materiales estructurales. Por lo tanto, en los casos de gran tamaño, el costo de los HTSC no se puede compensar simplemente reduciendo el tamaño de la bobina a un campo magnético más alto.

Cabe destacar que el costo del refrigerador es tan bajo en todos los casos que el ahorro porcentual asociado a la reducción de la demanda de refrigeración a alta temperatura es mínimo. Esto significa que si un sistema HTSC, como un BSCCO , funciona mejor a baja temperatura, digamos 20 K, sin duda se utilizará a esa temperatura. Para las PYMES muy pequeñas, la reducción del costo del refrigerador tendrá un impacto positivo más significativo.

Es evidente que el volumen de las bobinas superconductoras aumenta con la energía almacenada. Asimismo, podemos observar que el diámetro máximo del toroide LTSC es siempre menor para un imán HTSC que para un LTSC debido al mayor campo magnético de operación. En el caso de las bobinas solenoides, la altura o longitud también es menor para las bobinas HTSC, pero sigue siendo mucho mayor que en una geometría toroidal (debido al bajo campo magnético externo).

Un aumento en el campo magnético máximo conlleva una reducción tanto del volumen (mayor densidad de energía ) como del coste (menor longitud del conductor). Un menor volumen implica una mayor densidad de energía, y el coste se reduce debido a la disminución de la longitud del conductor. Existe un valor óptimo para el campo magnético máximo, aproximadamente 7  T en este caso. Si el campo se incrementa más allá del óptimo, es posible reducir aún más el volumen con un aumento mínimo del coste. El límite hasta el cual se puede aumentar el campo generalmente no es económico, sino físico, y se relaciona con la imposibilidad de acercar más las patas internas del toroide y dejar espacio para el cilindro de compensación.

El material superconductor es un aspecto clave para SMES. Los esfuerzos de desarrollo de superconductores se centran en aumentar Jc y el rango de deformación, así como en reducir el coste de fabricación del cable .

La densidad energética, la eficiencia y la alta tasa de descarga hacen que los sistemas SMES sean útiles para su integración en redes eléctricas modernas e iniciativas de energía verde. Los usos del sistema SMES se pueden clasificar en tres categorías: sistemas de suministro de energía, sistemas de control y sistemas de emergencia/contingencia.

HECHOS

Los dispositivos FACTS ( sistema de transmisión de CA flexible ) son dispositivos estáticos que se pueden instalar en redes eléctricas . Estos dispositivos se utilizan para mejorar la controlabilidad y la capacidad de transferencia de potencia de una red eléctrica. La aplicación de SMES en dispositivos FACTS fue la primera aplicación de sistemas SMES. La primera implementación de SMES utilizando dispositivos FACTS fue instalada por la autoridad eléctrica de Bonneville en 1980. Este sistema utiliza sistemas SMES para amortiguar las bajas frecuencias, lo que contribuye a la estabilización de la red eléctrica. ^{[ 9 ] [ 6 ] [ 10 ]} En 2000, se introdujeron sistemas FACTS basados ​​en SMES en puntos clave de la red eléctrica del norte de Winston para mejorar la estabilidad de la red.

Nivelación de carga

El uso de energía eléctrica requiere un suministro de energía estable que proporcione una potencia constante. Esta estabilidad depende de la cantidad de energía utilizada y la cantidad de energía generada. El consumo de energía varía a lo largo del día y también durante las estaciones. Los sistemas SMES se pueden utilizar para almacenar energía cuando la potencia generada es mayor que la demanda/carga, y liberar energía cuando la carga es mayor que la potencia generada. De esta manera, se compensan las fluctuaciones de potencia. ^{[ 11 ]} El uso de estos sistemas permite que las unidades generadoras convencionales operen a una salida constante, lo que resulta más eficiente y conveniente. ^{[ 12 ]} Sin embargo, cuando el desequilibrio de potencia entre la oferta y la demanda se prolonga, el SMES puede descargarse por completo. ^{[ 13 ]}

Control de frecuencia de carga

Cuando la carga no alcanza la potencia generada, debido a una perturbación de carga, esto puede provocar que la carga sea mayor que la potencia nominal de los generadores. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando los generadores eólicos no giran debido a una repentina falta de viento. Esta perturbación de carga puede causar un problema de control de carga-frecuencia . Este problema puede amplificarse en los generadores eólicos basados ​​en DFIG . ^{[ 14 ]} Esta disparidad de carga puede compensarse con la potencia de salida de los sistemas SMES que almacenan energía cuando la generación es mayor que la carga. ^{[ 15 ]} Los sistemas de control de carga-frecuencia basados ​​en SMES tienen la ventaja de una respuesta rápida en comparación con los sistemas de control contemporáneos.

Fuentes de alimentación ininterrumpida

Los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) se utilizan para proteger contra sobretensiones y caídas de tensión, proporcionando un suministro continuo de energía. Esta compensación se realiza mediante la conmutación de la fuente de alimentación defectuosa a un sistema SMES que puede suministrar casi instantáneamente la energía necesaria para continuar el funcionamiento de los sistemas esenciales. Los UPS basados ​​en SMES son especialmente útiles en sistemas que requieren mantener ciertas cargas críticas. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Recierre del interruptor automático

Cuando la diferencia de ángulo de potencia a través de un interruptor automático es demasiado grande, los relés de protección impiden su reconexión. En estas situaciones, se pueden utilizar sistemas SMES para reducir dicha diferencia, permitiendo así su reconexión. Estos sistemas permiten el restablecimiento rápido del suministro eléctrico tras interrupciones importantes en las líneas de transmisión. ^{[ 12 ]}

Reserva giratoria

La reserva rotatoria es la capacidad de generación adicional disponible al aumentar la producción de energía de los sistemas conectados a la red. Esta capacidad es reservada por el operador del sistema para compensar las interrupciones en la red eléctrica. Debido a los rápidos tiempos de recarga y al rápido proceso de conversión de corriente alterna a corriente continua de los sistemas SMES, estos sistemas pueden utilizarse como reserva rotatoria cuando una línea principal de transmisión está fuera de servicio. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

SFCL

Los limitadores de corriente de falla superconductores (SFCL) se utilizan para limitar la corriente durante una falla en la red eléctrica. En este sistema, un superconductor se desactiva (aumenta su temperatura) cuando se detecta una falla en la línea de la red. Al desactivar el superconductor, la resistencia aumenta y la corriente se desvía a otras líneas de la red. Esto se realiza sin interrumpir la red principal. Una vez eliminada la falla, la temperatura del SFCL disminuye y deja de ser detectable por la red principal. ^{[ 20 ] [ 15 ]}

Lanzadores electromagnéticos

Los lanzadores electromagnéticos son armas de proyectiles eléctricos que utilizan un campo magnético para acelerar los proyectiles a una velocidad muy alta. Estos lanzadores requieren fuentes de pulsos de alta potencia para funcionar. Estos lanzadores pueden implementarse mediante el uso de la capacidad de liberación rápida y la alta densidad de potencia del sistema SMES. ^{[ 21 ]}

Los futuros avances en los componentes de los sistemas SMES podrían hacerlos más viables para otras aplicaciones; específicamente, superconductores con temperaturas críticas y densidades de corriente críticas más altas. Estos límites son los mismos que se presentan en otros usos industriales de los superconductores. El reciente desarrollo de un cable HTS hecho de YBCO con una temperatura de transición superconductora de alrededor de 90  K se muestra prometedor. Por lo general, cuanto mayor sea la temperatura de transición superconductora, mayor será la densidad de corriente máxima que el superconductor puede soportar antes de la ruptura del par de Cooper . Una sustancia con una temperatura crítica alta generalmente tendrá una corriente crítica más alta a baja temperatura que un superconductor con una temperatura crítica más baja. Esta corriente crítica más alta aumentará el almacenamiento de energía de forma cuadrática, lo que puede hacer que los SMES y otras aplicaciones industriales de los superconductores sean rentables. ^{[ 22 ]}

El contenido energético de los sistemas SMES actuales suele ser bastante reducido. Para aumentar la energía almacenada en estos sistemas, a menudo se recurre a unidades de almacenamiento a gran escala. Al igual que en otras aplicaciones superconductoras, la criogenia es indispensable. Generalmente se requiere una estructura mecánica robusta para contener las enormes fuerzas de Lorentz generadas por las bobinas magnéticas. El mayor coste de un sistema SMES reside en el superconductor, seguido del sistema de refrigeración y el resto de la estructura mecánica.

Soporte mecánico

Es necesario debido a las grandes fuerzas de Lorentz generadas por el fuerte campo magnético que actúa sobre la bobina, y al fuerte campo magnético que la bobina genera sobre la estructura más grande.

Tamaño

Para lograr niveles de almacenamiento comercialmente útiles, de alrededor de 5 GW·h (18 TJ ), una instalación SMES requeriría un circuito de aproximadamente 800  m. Tradicionalmente se representa como un círculo, aunque en la práctica podría ser más bien un rectángulo redondeado. En cualquier caso, requeriría acceso a una cantidad considerable de terreno para albergar la instalación.

Fabricación

Existen dos problemas de fabricación relacionados con SMES. El primero es la fabricación de cables a granel adecuados para transportar la corriente. Los materiales superconductores HTSC encontrados hasta la fecha son cerámicas relativamente delicadas, lo que dificulta el uso de técnicas convencionales para estirar longitudes extensas de cable superconductor. Gran parte de la investigación se ha centrado en técnicas de deposición de capas, aplicando una película delgada de material sobre un sustrato estable, pero esto actualmente solo es adecuado para circuitos eléctricos de pequeña escala.

Infraestructura

El segundo problema radica en la infraestructura necesaria para la instalación. Hasta que se encuentren superconductores a temperatura ambiente  , el bucle de cable de 800 m tendría que estar contenido dentro de un recipiente al vacío con nitrógeno líquido . Esto, a su vez, requeriría un soporte estable, que generalmente se contempla enterrando la instalación.

Campo magnético crítico

Por encima de cierta intensidad de campo, conocida como campo crítico , el estado superconductor se destruye. Esto significa que existe una tasa de carga máxima para el material superconductor, dado que la magnitud del campo magnético determina el flujo capturado por la bobina superconductora.

Corriente crítica

En general, los sistemas de energía buscan maximizar la corriente que pueden manejar. Esto hace que las pérdidas debidas a ineficiencias en el sistema sean relativamente insignificantes. Desafortunadamente, las corrientes elevadas pueden generar campos magnéticos mayores que el campo crítico debido a la Ley de Ampère . Por lo tanto, los materiales actuales tienen dificultades para transportar la corriente suficiente para que una instalación de almacenamiento comercial sea económicamente viable.

Diversos problemas surgidos en los inicios de esta tecnología han dificultado su proliferación:

1. Unidades de refrigeración costosas y alto costo de energía para mantener las temperaturas de funcionamiento.
2. Existencia y desarrollo continuo de tecnologías adecuadas que utilicen conductores normales.

Estos problemas aún afectan a las aplicaciones superconductoras, pero están mejorando con el tiempo. Se han logrado avances en el rendimiento de los materiales superconductores. Además, la fiabilidad y la eficiencia de los sistemas de refrigeración han mejorado significativamente.

Tiempo de preenfriamiento prolongado

Actualmente, se necesitan cuatro meses para enfriar la bobina desde la temperatura ambiente hasta su temperatura de funcionamiento . Esto también significa que el SMES tarda el mismo tiempo en volver a la temperatura de funcionamiento después del mantenimiento y al reiniciarse tras fallos de funcionamiento. ^{[ 23 ]}

Protección

Debido a la gran cantidad de energía almacenada, es necesario tomar ciertas medidas para proteger las bobinas de daños en caso de fallo. La liberación rápida de energía en caso de fallo de la bobina podría dañar los sistemas circundantes. Algunos diseños conceptuales proponen incorporar un cable superconductor con el objetivo de absorber la energía tras el fallo de la bobina. ^{[ 6 ] [ 18 ]} El sistema también debe mantenerse con un excelente aislamiento eléctrico para evitar la pérdida de energía. ^{[ 6 ]}

• Almacenamiento de energía en la red

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• Análisis de costos de sistemas de almacenamiento de energía para aplicaciones en empresas eléctricas.