Usa: nuova batteria d’accumulo per le fonti rinnovabili

Le fonti rinnovabili, eolico o fotovoltaico che siano, hanno grandi potenzialità per soddisfare il fabbisogno energetico della popolazione in maniera pulita, sicura e a bassi costi. C’è un “però”: il potenziale di queste tecnologie pulite non riesce a realizzarsi senza gli opportuni sistemi in grado di accumulare l’energia prodotta per renderla disponibile anche quando gli impianti non producono.

Spieghiamoci meglio.

Le fonti rinnovabili hanno grandi potenzialità, ma anche un grande limite: quello di essere intermittenti, non perfettamente prevedibili e discontinue. In altre parole: quando il sole splende i pannelli fotovoltaici producono abbondante energia pulita, ma quando il sole tramonta (o quando piove) gli impianti si fermano portando a zero la produzione. Non solo il sole: anche il vento non sempre soffia in maniera costante, ma quando fa girare le pale eoliche è in grado di generare spesso molta più energia del fabbisogno istantaneo.
Come sfruttare questo surplus che si genera in alcuni momenti?

E’ questa la sfida attuale delle fonti rinnovabili. Qual è la sfida? La sfida è quella di poter raccogliere nei momenti di abbondante produzione quanta più energia si riesce a raccogliere per renderla disponibile nei momenti in cui non viene generata (per approfondire puoi leggere cosa sono gli impianti fotovoltaici con sistema autonomo di accumulo).

La nuova sfida delle rinnovabili, fotovoltaico ed eolico compresi, è quella di accumulare energia a bassi costi ed alti livelli di efficienza. Come si fa ad accumulare temporaneamente l’energia prodotta in eccesso?

Per accumulare energia ci sono diversi modi, ma la discriminante principale rimane, aimè, sempre il rapporto tra costo ed efficienza. Tra i “costi” ci sono, ovviamente, anche i “costi ambientali”. Quanto costa produrre un sistema di accumulo e quanta energia riuscirà ad accumulare nel tempo?

E’ questa la domanda principale attorno a cui ruotano le attività dei ricercatori e di tutti gli operatori del settore.

Si può utilizzare l’energia fotovoltaica ed eolica per pompare acqua nei bacini idrici, i cd. pompaggi idrici, per stoccare nelle dighe energia potenziale da usare per le turbine idroelettriche (cioè: quando sole e vento producono energia viene pompata acqua sui bacini idrici che verrà poi usata per produrre elettricità con le centrali idroelettriche).

Un altro modo è lo stoccaggio “chimico” tramite batterie di accumulo. Di batterie ve ne sono di molti tipi: dalle batterie al piombo (per intenderci: come quelle della macchina) alle batterie al Litio (per intenderci: come quelle di PC e cellulari).

Leggi qui perchè il fotovoltaico domestico con batterie è già oggi conveniente in Italia.

I ricercatori in diversi paesi stanno prototipando molti tipi di nuove batterie cercando sempre i raggiungere gli obiettivi della maggiore economicità e migliore efficienza.

Da ultimo: negli USA i ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory hanno sperimentato una soluzione che potrebbe dare un contributo significativo al problema dei costi e dell’efficienza. Si tratta di un nuovo tipo di batteria chimica che utilizza un elettrodo formato da una particolare lega di metallo liquido. Questo elettrodo consentirebbe alle batterie sodio-beta di funzionare a temperature molto più basse (in genere questo tipo di batterie hanno il limite che per funzionare hanno bisogno di temperature molto elevate, oltre i 250°C). Non solo: si avrebbe una maggiore durata nel tempo e processi produttivi molto più rapidi e semplificati (che si tradurrebbe in un ulteriore abbassamento dei costi).
La possibilità di utilizzare (relativamente) basse temperature avrebbe, inoltre, minori margini di rischio incendi e maggiore sicurezza.

Senza entrare troppo nel tecnico: l’obiettivo, in questo caso, è quello di raggiungere basse temperature di funzionamento che porterebbero ad una effettiva riduzione dei costi e nel complesso ad una maggiore efficienza: si passerebbe da temperature di funzionamento di oltre 250°C a meno di 150°C.

Ad oggi sono funzione nel mondo molte batterie di questo tipo, batterie al sodio-beta, sia per il residenziale che per applicazioni industriali, e riescono a stoccare anche oltre i 300 Megawattora.