Qual è il modo migliore per accumulare l’elettricità?

I sistemi di accumulo dell’energia domestica immagazzinano l’elettricità o il calore generati, in modo da poter utilizzare l’energia quando ne hai bisogno. L’elettricità può essere immagazzinata in batterie elettriche, oppure può essere convertita in calore e immagazzinata in una batteria termica. Il calore può anche essere immagazzinato in batterie di calore o in accumulatori termici, come un bollitore per acqua calda. L’accumulo di energia può essere utile per le persone che generano la propria energia rinnovabile, poiché consente loro di utilizzare più energia a basse emissioni di carbonio.

Accumulo con le batteria dell’elettricità

Le batterie elettriche ti aiutano a ottenere il massimo dall’elettricità rinnovabile dai pannelli solari fotovoltaici (PV), da una turbina eolica o da un sistema idroelettrico. Ad esempio, l’elettricità generata durante il giorno dai pannelli solari fotovoltaici potrebbe essere immagazzinata in una batteria elettrica da utilizzare per far bollire il bollitore o guardare la TV la sera quando i pannelli solari fotovoltaici non generano più elettricità.

La dimensione della batteria e il suo costo dipenderanno dal tuo attuale consumo di energia e dalle dimensioni delle tecnologie di generazione che hai installato. Potresti anche voler pianificare il futuro utilizzo dell’elettricità se intendi acquistare un veicolo elettrico (EV) o riscaldare la tua casa con una pompa di calore.

Quali sono i vantaggi dell’accumulo in batterie?

Oltre ad immagazzinare l’elettricità generata dalla tua tecnologia rinnovabile domestica, una batteria può essere utilizzata anche per immagazzinare l’elettricità acquistata dalla rete nelle ore più economiche della giornata, con nuove tariffe dinamiche intelligenti che variano di prezzo durante il giorno.

Si può ridurre la tua dipendenza da elettricità più costosa durante i periodi di punta, con alcune tariffe che ti consentono persino di “rivendere” durante quei periodi. La maggior parte dei sistemi di accumulo dell’elettricità offre una gestione intelligente, che consente di tenere traccia del consumo di energia online.

Accumulo di calore

Esistono due tipi fondamentali di accumulatori di calore: accumulatori termici e batterie di calore.

Accumulatori termici

Gli accumulatori termici sono serbatoi d’acqua altamente isolati che possono immagazzinare calore sotto forma di acqua calda per diverse ore. Di solito svolgono due o più funzioni:

  • Fornire acqua calda, proprio come un bollitore.
  • Accumulare il calore di un impianto solare termico o di una caldaia a legna, da utilizzare nel corso della giornata.
  • Fornire una funzione “tampone” per le pompe di calore.
  • Accumulare calore da più fonti, ad esempio una pompa di calore, un impianto solare termico, una stufa a legna con caldaia di ritorno.

Ospita un riscaldatore ad immersione, che potrebbe essere alimentato da pannelli solari fotovoltaici, una turbina eolica o una turbina idroelettrica utilizzando un “interruttore di commutazione”. Il riscaldatore ad immersione riscalda l’acqua nell’accumulatore termico.

I depositi termici possono variare di dimensioni da 250 litri fino a 500 litri o più.

Batterie di calore

Le batterie di calore immagazzinano calore o elettricità di riserva, spesso generati da sistemi di energia rinnovabile. Il calore può essere immagazzinato in un materiale quando cambia fase da solido a liquido. Questi materiali sono chiamati materiali a cambiamento di fase (PCM). Il calore o l’elettricità di riserva vengono utilizzati per caricare il PCM all’interno della batteria di calore. Quando è necessario il calore, il materiale a cambiamento di fase si trasforma nuovamente in un solido con un rilascio di calore, che viene utilizzato per fornire acqua calda.

Quali sono i vantaggi delle batterie di calore?

Le batterie di calore sono generalmente più piccole e leggere degli accumulatori termici pieni. Ciò significa che potresti essere in grado di installarne uno in una posizione comoda anche se non riesci a trovare spazio per un bollitore tradizionale dell’acqua calda. Le batterie di accumulo di calore non si degradano allo stesso modo delle batterie elettriche e dovrebbero avere una durata di vita molto più lunga.

Accumulo elettrico con l’idrogeno

Produzione di idrogeno

L’elettrolisi alcalina è una tecnologia matura per grandi sistemi, mentre gli elettrolizzatori PEM (Proton Exchange Membrane) sono più flessibili e possono essere utilizzati per piccole soluzioni decentralizzate. L’efficienza di conversione per entrambe le tecnologie è di circa il 65%~70% (potere calorifico inferiore). Gli elettrolizzatori ad alta temperatura sono attualmente in fase di sviluppo e potrebbero rappresentare un’alternativa molto efficiente ai sistemi PEM e alcalini, con efficienze fino al 90%.

Stoccaggio di idrogeno

Piccole quantità di idrogeno (fino a pochi MWh) possono essere immagazzinate in recipienti pressurizzati, oppure idruri metallici solidi o nanotubi possono immagazzinare idrogeno con una densità molto elevata. Grandi quantità di idrogeno possono essere immagazzinate in caverne di sale sotterranee costruite fino a 500.000 metri cubi a 2.900 psi, il che significherebbe circa 100 GWh di elettricità immagazzinata. In questo modo è possibile livellare periodi più lunghi di difetti o di produzione di energia eolica/fotovoltaica in eccesso. Potrebbe anche essere possibile bilanciare le variazioni stagionali.

Rielettrificazione dell’idrogeno

L’idrogeno può essere rielettrificato in celle a combustibile con efficienze fino al 50%, o in alternativa bruciato in centrali a gas a ciclo combinato (efficienza fino al 60%).