Una batteria a sabbia trasforma l’energia verde immagazzinando l’energia solare e fornendo calore.
In Finlandia quattro giovani ingegneri hanno realizzato a Kankaanpää una centrale elettrica che ospita la prima batteria a sabbia su scala commerciale al mondo.
La sfida
Mentre il mondo si sposta verso le energie rinnovabili per la produzione di elettricità, la natura intermittente di queste fonti energetiche causa sfide alle reti energetiche.
L’impianto fotovoltaico permette di generare energia solare attraverso dei pannelli in silicio, che trasformano l’energia elettrica continua in corrente alternata grazie all’azione di un inverter.
Questo sistema, però, presenta un grosso svantaggio: durante le ore notturne o quando l’irraggiamento solare è scarso l’energia elettrica prodotta risulta nulla o fortemente ridotta. Per minimizzare questo problema è possibile installare una batteria che permette di accumulare l’energia in eccesso. Questa energia accumulata è utilizzata secondo necessità.
La sfida consiste nella ricerca di batterie rispettose dell’ambiente, economiche e con un elevato potere di accumulo
La possibile risposta a una delle più grandi sfide dell’energia verde è straordinariamente semplice, abbondante ed economica: la sabbia.
Batteria a sabbia e energia verde
La batteria a sabbia è un accumulatore di energia termica ad alta temperatura che utilizza sabbia o materiali simili alla sabbia come supporto di immagazzinamento
La composizione della sabbia varia a seconda delle rocce, ma il costituente più comune è la silice ovvero biossido di silicio, solitamente sotto forma di quarzo. Ha un calore specifico di 1.0 J/g°C di molto inferiore a quello dell’acqua ed è in grado di raggiungere temperature molto elevate funzionando come un serbatoio ad alta potenza e ad alta capacità.
Molti materiali solidi, come la sabbia, possono essere riscaldati a temperature ben superiori al punto di ebollizione dell’acqua. Gli accumuli di calore a base di sabbia possono immagazzinare diverse volte la quantità di energia che può essere immagazzinata in un serbatoio d’acqua di dimensioni simili; questo grazie all’ampia escursione termica consentita dalla sabbia. Pertanto, consente di risparmiare spazio e consente un utilizzo versatile in molte applicazioni industriali.
Nell’impianto presente a Kankaanpää la sabbia raggiunge una temperatura di circa 600 °C. La temperatura massima di un accumulo di calore a base di sabbia non è limitata dalle proprietà del mezzo di accumulo, ma dalla resistenza al calore dei materiali utilizzati nella costruzione e nel controllo dell’accumulo.
I risultati
La batteria immagazzina 8 MWh di energia termica quando è carica mantenendo la temperatura all’interno della batteria a 600°C anche quando fuori fa molto freddo. È in grado di fornire riscaldamento e acqua calda a circa 100 abitazioni e a una piscina pubblica, integrando l’energia dalla rete. Inoltre non depaupera l’ambiente sia perché la sabbia può essere riscaldata un numero illimitato di volte sia si utilizza sabbia economica e di bassa qualità rifiutata dai costruttori
La batteria a sabbia e l’energia verde vanno quindi di pari passo e le ricerche si indirizzano sempre più a ottenere calore e elettricità da fonti rinnovabili utilizzando dispositivi eco friendly