Batterie al sale e a sabbia
Cosa sono e come funzionano i sistemi di accumulo alternativi
Di solito siamo portati a pensare che le fonti rinnovabili siano per loro stessa natura inaffidabili, perché dipendenti dalle condizioni atmosferiche intermittenti che ne compromettono la continuità nel tempo.
Ciò è solo in parte vero: oggi siamo infatti in grado di accumulare l’energia prodotta in eccesso (per esempio da sistemi eolici o solari) attraverso dei dispositivi pensati proprio per questo e detti “accumulatori”.
Esistono varie tipologie di accumulatori, ma le più comuni sono sicuramente le batterie, che di solito riescono a svolgere il loro compito utilizzando alcuni particolari processi chimici o termici che permettono loro di incamerare energia. Un esempio classico è quello delle batterie al litio, tra le più usate nei sistemi solari termici.
Oltre a esse, però, in anni recenti si sono sviluppate anche altre tipologie alternative di batterie, che vengono invece alimentate con il sale o la sabbia. Ma di cosa si tratta esattamente? E come funzionano tali accumulatori?
Le batterie al sale: come funzionano?
Utilizzate soprattutto in ambito domestico per conservare l’energia rinnovabile prodotta in casa, le batterie agli ioni di sodio (dette più comunemente “batterie al sale” o “accumulatori al sale”) sono state elaborate già a partire dagli anni Ottanta da numerose aziende all’avanguardia come valida alternativa alle batterie al litio.
Nel dettaglio, esse sono strutturate da una serie di celle che racchiudono, oltre al sale, vari elementi di diverso tipo (come per esempio ferro, cloruro e solfuro ferroso, nickel ecc…).
Per svolgere al meglio la loro funzione, le celle (le quali ovviamente sono isolate dal punto di vista termico) hanno bisogno di raggiungere un’altissima temperatura, che si aggira intorno ai 250 °C, tale da consentire la fusione del cloruro di sodio.
Vantaggi e svantaggi delle batterie al sale
La tecnologia alla base del funzionamento delle batterie al sale ha una serie di pregi, che per alcuni le rendono attrattive, in prospettiva, rispetto al litio. Ai vantaggi, però, si affiancano delle criticità che non hanno permesso ancora alle batterie al sale di “scalzare la concorrenza” dei sistemi di accumulo alternativi.
Tra gli elementi a loro favore, va sicuramente menzionata la reperibilità del sodio, un elemento molto meno raro del litio. Inoltre, esse sono capaci di avere delle performances non solo soddisfacenti nel breve periodo, arrivando a durare addirittura per un ventennio. Non bastasse, possono essere ricaricate in maniera rapida, possono lavorare in modo efficiente a prescindere dalle condizioni ambientali e (non ultimo) sono sicure.
Niente male, insomma. Nonostante questi indubbi vantaggi, le batterie al sale hanno costi di acquisto maggiori rispetto a quelle al litio (dato che ce ne sono meno in commercio), e il loro smaltimento è in questo momento più complicato, visto che può avvenire solo in particolari impianti all’uopo dedicati.
Infine, sono più voluminose rispetto alle concorrenti e per funzionare al massimo delle loro potenzialità, come già accennato, hanno bisogno di raggiungere temperature altissime e tale circostanza le porta a essere bisognose di un consumo costante di energia.
Per tutti questi motivi, gli esperti oggi ritengono che le batterie al sale possano essere adatte ad immobili e abitazioni che siano già completamente autosufficienti dal punto di vista energetico.
Batterie a sabbia: il loro funzionamento
Le batterie a sabbia hanno numerose potenziali applicazioni, sia in contesti domestici sia industriali. Il loro meccanismo di funzionamento fa leva sull’altissima capacità termica della sabbia, che subisce un processo di riscaldamento (superando i 300 gradi), accumulando energia prodotta in eccedenza da impianti rinnovabili e trasformandola poi in energia termica.
In generale, l’impianto in questione è molto simile a un silos, nel quale viene conservata la sabbia mista a altri materiali, costituito da una serie di resistenze e tubature per il trasferimento successivo del calore.
Tecnologia nuova
Gli impianti che usano “batterie a sabbia” o sistemi di accumulo oggi ritenuti come rientranti in tale categoria, a livello industriale, sono ancora pochi (in Italia ne è stato costruito uno in provincia di Salerno, che diverrà operativo il prossimo anno, mentre in Paesi come la Finlandia ne esistono già degli esempi).
In futuro, l’alternativa fornita dalle batterie a sabbia viene considerata promettente, in specie per le imprese che hanno bisogno di grandi quantità di energia (cosiddette aziende altamente energivore). Il loro ruolo sarà essenziale anche a fronte delle recenti crisi che hanno portato a un aumento (spesso insostenibile) nel prezzo di molte fonti energetiche.
Lo sviluppo delle batterie a sabbia potrebbe in breve divenire un elemento cardine nel contesto di una strategia di conversione energetica più generale, raggiungendo sia fini economici immediati (come per esempio il risparmio nei costi in bolletta) sia obiettivi a lungo termine, come la tanto agognata decarbonizzazione.
In questo contesto, varie imprese italiane sono già all’avanguardia nella loro progettazione e realizzazione e potrebbero in futuro giocare un ruolo importante nel contesto europeo, contribuendo a ridurre sempre di più i prezzi di produzione.
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