Le batterie del futuro!

Tutti hanno familiarità con le batterie, la maggior parte le usa ogni giorno della propria vita. Sono presenti in tutti i tipi di elettronica di consumo da orologi, laptop e telefoni cellulari. Quando la maggior parte delle persone pensa a una batteria, viene in mente una comune batteria chimica AA, del tipo che potresti inserire in una torcia o nel telecomando di un televisore. Tuttavia questo tipo di tecnologia è molto più diffuso di quello. Le batterie possono venire in molte forme e sono ampiamente utilizzate nelle industrie di generazione e stoccaggio di energia per gestire l'energia elettrica all'interno delle reti. In effetti, la tecnologia delle batterie sarà probabilmente il fattore chiave nello sviluppo della tecnologia delle energie rinnovabili nei prossimi anni.



Questo è il risultato di una stranezza associata alle energie rinnovabili. A differenza di altre fonti di energia che possono essere accese e spente quando necessario, la produzione di energia rinnovabile dipende dalle condizioni meteorologiche, se le condizioni meteorologiche sono sfavorevoli non viene generata elettricità. Ciò vale in particolare per il solare che genera energia solo durante il giorno e nessuna di notte. Ciò porta a un problema di bilanciamento della potenza, l'elettricità viene utilizzata durante il giorno e la notte, quindi deve essere generata dalla rete per soddisfare la domanda.


Un sistema interamente rinnovabile non soddisferebbe questo requisito poiché la generazione di energia va e viene. Un sistema per raccogliere la potenza generata durante la giornata e distribuirla quando necessario. È qui che entrano in gioco le batterie. Grandi banchi di batterie possono immagazzinare l'elettricità e rilasciarla quando necessario. Sistemi di questo tipo sono già in uso oggi. Grandi banchi di batterie agli ioni di litio sono stati costruiti come parte della rete australiana per immagazzinare l'energia in eccesso. Le banche sono attualmente nel loro periodo di prova per testarne l'efficacia.


Le batterie agli ioni di litio sono attualmente la forma più popolare di batterie nell'industria, sono le batterie comunemente utilizzate nei telefoni cellulari, nell'elettronica di consumo e nei veicoli elettrici. Questo perché sono, al momento, la migliore soluzione disponibile per queste applicazioni. Tuttavia, hanno alcuni aspetti negativi, in particolare quando si cerca di applicarli allo stoccaggio di elettricità su larga scala, come stiamo guardando oggi. I materiali necessari per produrre le batterie sono difficili da reperire in quanto sono per lo più estratti in paesi africani con pratiche di lavoro etiche povere, portando a un grande sfruttamento nell'industria mineraria del litio.


https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work


Queste preoccupazioni relative all'approvvigionamento di materiale fanno sì che le batterie agli ioni di litio siano costose da produrre, quindi l'unità di accumulo di elettricità per libbra spesa, in altre parole l'efficienza dei costi, è bassa. Infine, queste batterie possono avere alcuni problemi di stabilità con diverse batterie che causano incendi su larga scala nei centri di test delle batterie australiani quando le batterie si sono surriscaldate. Quindi, sebbene queste batterie siano ottime per una serie di dispositivi elettronici di consumo, non sono così buone per l'accumulo di elettricità su larga scala.


Quindi che tipo di alternative ci sono? C'è ovviamente il modo tradizionale di immagazzinare l'elettricità… l'acqua! Le dighe idroelettriche sono in tutto il mondo e un metodo collaudato per immagazzinare e rilasciare elettricità. Durante il picco di produzione di energia l'acqua viene pompata in un serbatoio e poiché è necessaria elettricità, l'acqua viene rilasciata dal serbatoio e passa attraverso una turbina, generando elettricità. Questo sistema è stato utilizzato per centinaia di anni in una forma o nell'altra, quindi è un modo molto affidabile per immagazzinare grandi quantità di energia. Tuttavia ha un grande svantaggio, vale a dire lo spazio e l'investimento necessari per costruire un progetto così grande. Questo tipo di progetto è anche limitato a una certa geografia che richiede grandi elevazioni e paesaggi montuosi.


Ciò di cui la tecnologia delle batterie ha bisogno è l'innovazione, fortunatamente una serie di nuove idee tecnologiche per le batterie sono in fase di sviluppo per cercare di colmare questa lacuna nel mercato. Una nuova entusiasmante startup con sede a Edimburgo ha sviluppato una tecnologia simile alle centrali idroelettriche alimentate a gravità di cui abbiamo appena parlato, sollevando un peso pesante al posto dell'acqua. Gravitricity ha costruito un banco di prova per questa nuova tecnologia a Prince Albert Dock, Forth, con risultati promettenti! L'obiettivo finale dell'azienda è riadattare le miniere di carbone in disuso del Regno Unito come pozzi lunghi per sollevare e abbassare grandi pesi per immagazzinare e rilasciare elettricità.


https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/


Ora ad un altro tipo di energia... Termica! I ricercatori di molte istituzioni in tutto il mondo stanno studiando lo sviluppo di batterie termiche. Queste batterie riscaldano il materiale quando c'è elettricità in eccesso e convertono lo stesso calore in energia elettrica da utilizzare quando c'è meno energia disponibile. Le versioni ad alta specifica di questa tecnologia utilizzano sali fusi, riscaldati a oltre 1000 gradi Celsius come materiale di accumulo termico. Sistemi come questo hanno visto grandi promesse come metodo di accumulo di energia, ma devono ancora affrontare problemi con lo spostamento dei sali fusi per generare elettricità da essi.


In Finlandia è stata installata una versione con specifiche inferiori di questa tecnologia. Il sistema, in collaborazione con un villaggio locale, riscalda la sabbia normale a 500 gradi centigradi utilizzando fonti di energia rinnovabile. Questa energia immagazzinata può quindi essere utilizzata tutto l'anno per riscaldare in modo coerente le case locali (un fattore particolarmente importante durante i freddi inverni finlandesi). Questo prototipo di impianto pilota è particolarmente interessante in quanto è un modo estremamente economico di immagazzinare elettricità e potrebbe essere facilmente integrato nelle comunità locali, offrendo l'opportunità di sviluppare microgrid locali.




https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520


Si spera che ora tu possa vedere quanto sia importante la tecnologia delle batterie per il futuro verde della terra e come diverse tecnologie siano ben in fase di sviluppo per garantire che l'energia rinnovabile sia più efficace ed economica che mai!