Da asporto chiave
- Un'azienda finlandese ha installato una batteria a sabbia in una città della Finlandia.
- L'energia viene immagazzinata per mesi sotto forma di calore nella sabbia, che viene utilizzata per riscaldare l'acqua che viene convogliata ai residenti durante gli inverni.
- Con l'aumento della produzione di energia rinnovabile, le soluzioni di stoccaggio a basso costo sono la necessità del momento, suggeriscono gli esperti.
C'è di più nell'energia verde oltre alla semplice generazione. Trovare meccanismi efficienti e rispettosi dell'ambiente per immagazzinare tutta quell'energia pulita è altrettanto importante.
Anche se i ricercatori stanno lavorando per trasformare i grattacieli in batterie giganti, Polar Night Energy (PNE) in Finlandia ha installato la prima batteria commerciale a sabbia, che può immagazzinare energia per diversi mesi, per riscaldare le case in inverno quando il fabbisogno energetico aumenta.
"La produzione di fonti di energia rinnovabile come l'energia eolica e solare è altamente volatile e si sovrappone solo in parte al consumo nel tempo", spiega PNE sul suo sito web. "La nostra tecnologia fornisce un modo per raffinare l'elettricità in eccesso economica e pulita in calore prezioso in un modo conveniente da utilizzare quando più necessario."
Giù per terra
In parole povere, una batteria a sabbia converte l'elettricità in calore, che poi immagazzina per un uso successivo. La sabbia non è solo uno dei mezzi più economici per immagazzinare calore, è anche molto efficiente e perde poco nel tempo.
A differenza di una batteria agli ioni di litio, una batteria a sabbia utilizza il riscaldamento resistivo per aumentare la temperatura ambiente, che viene poi trasferita alla sabbia con l'aiuto di uno scambiatore di calore. La sabbia ha una temperatura di fusione molto alta che è di centinaia di gradi Fahrenheit. È importante sottolineare che la sabbia può immagazzinare energia termica per mesi e mesi, rendendo le batterie a sabbia una valida soluzione di stoccaggio a lungo termine.
PNE ha eretto la prima batteria commerciale a sabbia in una piccola azienda energetica nella città di Kankaanpää, nella Finlandia occidentale. La batteria ha la forma di un silo riempito con circa 100 tonnellate di sabbia.
Attualmente la batteria alimenta l'impianto di riscaldamento del quartiere. Secondo PNE, quando necessario, l'aria calda nella batteria può essere utilizzata per riscaldare l'acqua, che viene poi pompata negli uffici e nelle case del quartiere.
La batteria finlandese a sabbia ha una potenza di riscaldamento di 100 kW e una capacità di accumulo totale di 8 MWh. Secondo l'azienda, la batteria costa meno di $ 10 per kilowattora e, una volta operativa, può durare "decine di anni".
… l'economia dipende dai costi di capitale del sistema laddove le tecnologie di accumulo di energia termica si mostrano promettenti.
Oltre a questo, PNE ha anche un pilota di prova operativo più piccolo da 3 MWh a Hiedanranta, Tampere, che è collegato a una rete di teleriscaldamento locale e fornisce calore per un paio di edifici. L'azienda ha utilizzato questo pilota per testare, convalidare e ottimizzare la soluzione della batteria a sabbia. Il progetto pilota ottiene parte della sua energia da un pannello solare di 100 metri quadrati e il resto dalla rete elettrica tradizionale.
Soluzione a lungo termine
Il maggiore sforzo per massimizzare la generazione di energia verde rinnovabile in tutto il mondo ha spinto i ricercatori a cercare soluzioni innovative per immagazzinare questa energia per un uso successivo.
Sebbene le tradizionali batterie chimiche realizzate con litio e altri minerali possano essere riutilizzate per questo compito, non sono sostenibili né convenienti a lungo termine, quando una grossa fetta di elettricità sarà generata da fonti rinnovabili, sostiene PNE.
Oltre al PNE, molti altri ricercatori stanno esplorando l'uso delle batterie a sabbia come mezzo di accumulo di energia. Il progetto ENDURING del National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti ha prototipato con successo una soluzione di accumulo di energia termica che utilizza la sabbia come mezzo di accumulo.
Il ricercatore NREL Patrick Davenport ha affermato che il progetto ENDURING ha contribuito a dimostrare un percorso chiaro per superare il 50% di efficienza di andata e ritorno. L'efficienza di andata e ritorno specifica la percentuale di elettricità immagazzinata e successivamente recuperata. Maggiore è l'efficienza di andata e ritorno, minore è la perdita di energia nel processo di stoccaggio.
Questo è importante poiché le batterie a sabbia sono buone per immagazzinare e rilasciare calore ma non sono molto efficienti quando si tratta di restituire energia alla rete elettrica, osserva la BBC che riferisce sulla batteria finlandese.
In uno scambio di e-mail con Lifewire, Davenport ha affermato che, sebbene l'efficienza di andata e ritorno delle batterie a sabbia non sia all' altezza delle moderne batterie chimiche, come quelle agli ioni di litio, esse compensano ampiamente la perdita essendo altamente scalabili e per i loro costi di capitale estremamente bassi.
"Con la prospettiva di un regolare basso costo dell'elettricità (a volte gratuita o addirittura a pagamento), l'efficienza di andata e ritorno diventa meno importante", ha affermato Davenport. "Invece, l'economia dipende dai costi di capitale del sistema in cui le tecnologie di accumulo di energia termica si mostrano promettenti."
