Stoccaggio Energia Elettrica Rivoluzionario? (aggiornato) 35


Nasce da un azienda Ticinese questo interessante progetto di stoccaggio di energia elettrica "a secco".

Si tratta della startup Energy Vault, che ha tra l’altro destato anche l’interesse della Bill & Melinda Gates Foundation

Il problema più grosso delle energie rinnovabili è il non poter garantirne la disponibilità in modo continuo ed è quindi importante (ed urgente) trovare soluzioni sia economiche che funzionali.

Finora si sono esplorati ed utilizzati principalmente due concetti.

Le batterie, ma queste ultime perdono la carica con il tempo, non sono adatte per grandi stoccaggi e non sono economiche

Le dighe, ma queste oltre a devastare intere aree, hanno dimensioni enormi ma sopratutto hanno bisogno d’acqua, bene che prossimamente scarseggerà.

Il progetto in sè è un concetto abbastanza semplice e vien da dirsi anche un "ma cavolo possibile che nessuno ci avesse ancora pensato finora?".

Si tratta di una gru multibraccio (tre doppi) con un totale di sei argani in tutto che altro non fa se non impilare ordinatamente sollevandoli ed appoggiandoli uno sopra l’altro; blocchi di cemento.

Questa azione di stoccaggio avviene praticamente utilizzando energia elettrica per sollevare i blocchi, energia prodotta da fonti rinnovabili non sempre disponibili in continuo (sole, vento).

Una volta il blocco sollevato, in caso di domanda di energia lo stesso vien calato ed il motore dell’argano trasformandosi in generatore immette l’energia generata in rete.

Il tutto gestito da computer fa in modo vista la quantità di argani di permettere un flusso continuo sia di immagazzinamento ma soprattutto di erogazione d’energia.

Cosa fa diventare interessante/rivoluzionario questo progetto?

  • I costi non esorbitanti
  • La possibilità di usare materiali inerti da discarica quali scarti edili 
  • Non essendo basata sull’acqua può essere installato praticamente ovunque.
Qualche dato su questa batteria:
Massa singolo blocco di cemento: 35ton (350 quintali)
Capacità di stoccaggio: Modulare, 20-35-80MWh
Potenza: 4-8 MW per 8-16 ore
Efficenza: 90%

In caso ecco un video che da un idea di come funziona una centrale idroelettrica.

Di giorno si fa scendere l’acqua verso il basso "turbinandola" e di notte l’acqua viene pompata alla diga usando l’energia elettrica in esubero.

Ecco qui di seguito gli highlights evidenziati sul sito della startup

Aggiornamento sul progetto.

In barba a molti scettici, il primo pilota è stato realizzato e a breve inizieranno anche i primi test.

Chissà che non si possa pensare di farci un "eventino" 🙂


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35 commenti su “Stoccaggio Energia Elettrica Rivoluzionario? (aggiornato)

    • DiV@h L'autore dell'articolo

      @spimas

      tra poco verrà inaugurato un impianto pilota, i rendimenti comunque son alti ma sopratutto non c’è degrado nè temporale nè ciclico.

      Tra poco ci sarà un impianto pilota funzionante … magari potremmo anche farci un evento 🙂

    • TheDream

      @spimas

      Anche poi che il rendimento sia solo del 20% é comunque un 20% che non va perso. Attualmente l’energia prodotta dall’eolico e/o dal solare spesso viene semplicemente “buttata” visto che é disponibile quando non serve troppo.. tipicamente in estate durante il giorno. Per evitare di “buttarla” trovo interessante trovare il modo di immagazzinarla sottoforma di energia potenziale.Se poi il rendimento é superiore ben venga!

      P.S: si, buona idea farci un evento!

      • spimas

        @thedream

        sul sito pubblicano un’efficienza teorica totale dell’80-90% !!!

        (round-trip efficiency between 80 to 90%) {violet}:shocked:  

         

        mi pare fin troppo bello… {violet}:suspicious:  

        • DiV@h L'autore dell'articolo

          @spimas

          È realista comunque in quanto il rendimento di trasformazione è dato da un motore-generatore (l’argano) e quindi ci sta tutto.

          In ogni caso ho aggiornato l’articolo ma non l’avevo segnalato sob! sigh!

          • spimas

            @divh

            si chiaro, ma viste le forze in gioco mi sembrava comunque altino.

            documentandomi un attimo invece, nella realtà motori elettrici di elevata potenza possono facilmente raggiungere e superare il 95% di efficienza. presumo che analoghi rendimenti si possano ottenere anche in fase di rigenerazione, per cui il dato dichiarato può essere veritiero.

            Aspettiamo sviluppi

             

          • DiV@h L'autore dell'articolo

            @spimas

            Corretto, normalmente per gli addetti ai lavori si parla di efficienza attorno al 98% e quindi praticamente trascurabile.

        • TheDream

          @spimas

          Di base i motori elettrici sono molto efficienti, sia come motori che come generatori.. ammettendo un rendimento anche solo del 90% (tipicamente con i grandi motori si arriva a raggiungere anche il 95%) abbiamo una resa totale dell’81% (90×90/100), che sale al 90.25% per i grandi motori (95×95/100). 

          Ecco spiegato come arrivano a dire che la resa del sistema si aggira fra l’80% e il 90%.

          {violet}:wink:

          Inoltre il sistema fa proprio questo: usare energia elettrica per far girare il motore che solleva i blocchi di cemento e quindi riusare il motore  come generatore per ricreare energia elettrica quando i blocchi vengono fatti scendere.

          Secondo me è un’ottima idea!

  • berpaniz

    Il problema è che le masse da coinvolgere sono enormi, la densità del cemento è superiore a quella dell’acqua di un solo 50%, cioè 1m3 di acqua pesa 1ton e 1m3 di cemento 1,44t. Se pensiamo a qualsiasi diga idroelettrica, anche piccolina e pensiamo al volume d’acqua, bene questa torre di cemento dovrebbe avere un volume uguale ridotto di un solo coefficiente 1.44.
    Poi c’è anche l’altezza, un bacino idroelettrico può trovarsi anche a centinaia di metri sopra alla turbina e l’acqua ivi condotta attraverso condotte forzate, mentre questa torre di cemento quanto alta potrà essere 50m 100m? Ricordo che l’energia potenziale gravitazionale immagazzinata è pari a:

    E=mgh

    E Energia in Joule.
    m Massa in kg
    g Accelerazione gravità 9.81 m/s2 è una costante
    h Altezza in metri

    E poi c’è la questione della potenza, cioè della velocità con cui la centrale dovrebbe restituire o immagazzinare energia, la gru dovrebbe sollevare i blocchi e abbassarli ad un ritmo forsennato per avere una potenza interessante, in una centrale idroelettriche invece si possono realizzare turbine molto potenti e che relativamente occupano poco spazio.

    • DiV@h L'autore dell'articolo

      @berpaniz

      Certo non fa una piega ma questa soluzione non è pensata per sostituire i bacini idroelettrici (e fidati che anche in quel campo stanno succedendo cose almeno per quanto i “piccoli” bacini idrici ma è un altra storia).

      Il paragone con la diga è per far capire il principio di funzionamento che basicamente è simile.

    • TheDream

      @berpaniz

      Guarda, quest’estate ho realizzato dei muri in cemento armato e posso assicurarti che per 1 m3 di cemento abbiamo usato ca. 2.4T di materiale..

      Ho fatto il tutto in tre tappe: 1 m3 (fatto a mano), quindi 2 m3 (anche fatto a mano) e infine 3.6 m3 (fatti fornire con camion e gru con tubo e pompa.. visto le esperienze precedenti!). 

      • berpaniz

        @thedream

        Il dato 1.44 l’avevo ricavato da Wikipedia, comunque anche 2.4t, potrebbe anche essere una densità doppia o tripla rispetto a quella dell’acqua, significa che il volume della torre deve essere metà o 1/3 del volume d’acqua di equivalente bacino idroelettrico, sono volumi elevati difficilmente raggiungibili da una struttura completamente artificiale

        • m.demaria

          @berpaniz

          mi sono accorto di un imprecisione, nel primo post è scritto cemento, in effetti, ma il mio cervello abituato al cantiere ha letto calcestruzzo (come è ovvio che sia!).😂

          comunque sia, confermo che è difficile raggiungere volumi paragonabili agli invasi degli impianti idroelettrici, l’ultimo progetto che ho seguito (non realizzato tra l’altro) avrebbe creato un invaso da 200 Mm3…

  • DiV@h L'autore dell'articolo

    @m-demaria @berpaniz

    Questo progetto è pensato per una capacità di 20-85MWh e per fornire potenze di 4-8 MW per 8-16 ore.

    Non per sostituire le dighe ma per stoccare dove l’acqua è carente e/o non ci sono dislivelli sufficienti e le batterie per queste dimensioni non sono la soluzione.

    • berpaniz

      @divh

      Ah ok allora va bene, poi tutto ruota il costo unitario per immagazzinare 1 kWh di elettrica

      https://www.greenstart.it/prezzo-batterie-litio-kwh-pacchi-batterie-discesa-atteso-50-2025-13004

      Qua dicono che saremmo sui 200$/kWh con proiezione al 2025 di 100$/kWh

      Dunque 1kWh sono 3.600.000 J, supponiamo un blocco di calcestruzzo alzato per 20 metri

      E= mgh la massa sarebbe di 18t circa di calcestruzzo, con densità 2400 kg/m3 , sarebbero 7,5m3,  tu m.demaria sai sa quanto costa il calcestruzzo per fare una diga posato in opera? 10€ al m3?  Però nell’articolo mi sembra che parlano di utilizzare dei scarti industriali

      Interessante, saremmo li li, quindi l’idea non sembra tanto peregrina.Spero di non aver sbagliato i calcoli.

       

      • m.demaria

        @berpaniz

        Il calcestruzzo più scrauso non costa meno di 50 euro/m3.

        per le dighe solitamente si usa un prodotto poco fluido chiamato RCC (rolled casted concrete) che non è assolutamente adatto a fare blocchi da sollevare.

        • berpaniz

          @m-demaria

          Accidenti 50 euro/m3 son troppi, bisognerebbe studiare un impasto economico magari utilizzando le ceneri di fonderia o quelle degli inceneritori di rifiuti solidi urbani, però nel contempo deve avere discrete qualità meccaniche, con una torre cosi massiccia e alta le prime file di blocchi subiranno delle pressioni considerevoli e rischiano di frantumarsi, e con le fondazioni come la mettiamo? Non penseranno mica di appoggiare i blocchi sula nuda terra, la torre si capotterebbe, basta pensare alla torre di Pisa.

          Più che un cilindro sarebbe meglio che la torre fosse a forma di cono, perfino gli Egizi che disponevano di blocchi di roccia piena non se la sono sentita e hanno preferito la forma a piramide.

          Mah e se fosse solo un progetto buono per raccogliere fondi sfruttando la corrente ambientalista per poi arrivare ad un nulla di fatto?

    • berpaniz

      @devix

      Ci sarebbe il problema dell autorizzazioni, nel senso che una struttura così che assomiglierebbe ad un cantiere edile , ma con la differenza di essere permanente , sarebbe mal visto dalle autorità pubbliche, se non altro per l’impatto estetico.

      In stanza per immagazzinare 1 kWh bisogna alzare 7,5m3 di calcestruzzo per 20 metri,

      le batterie al Litio hanno una densità energetica di 700 Wh per litro, quindi l’immagazzinamento di 1 kWh occuperebbe solo 0,0014 m3, quindi un volume molto inferiore rispetto alla torre.

      Per esempio per immagazzinare 100MWh di elettricità in batterie al Litio, serve uno spazio di 143.000 Litri pari a 143 m3, cioè un volume di circa 3/4 container, forse più accettabili dalle autorità pubbliche.

      Se poi il costo delle due soluzioni è più o meno lo stesso, mi sa che le batterie al Litio vincono con grande vantaggio

        • scanred_x

          @bonny85

          Sottoscrivo a mia volta.

          Aggiungo, come è stato in parte evidenziato sopra, che:

          1. Le batterie di accumulo possono essere diffuse casa per casa, distribuendo sul territorio ed evitando di creare piramidi dopo 3000 anni,   ingombranti con bisogno di eccessive e continue manutenzioni, perché non ditemi che tutti quegli argani funi cavi e pesantissimi massi stanno perfettamente su 10 anni senza bisogno di manutenzione…

          2. Con le batterie accumulo il 90% dell’energia prodotta di giorno. invece con questo sistema accumuli il 20%, perché la maggior parte dell’energia va usata per sollevare il masso e come ci insegnano le leggi della fisica il lavoro di sollevamento è maggiore di quello di caduta…

          3. energia solare di giorno, dighe ed energia dal vento di notte, direi che l’umanità ha già parecchio materiale come fonte continua… Senza bisogno di nuove costosissime grandi piramidi fuori tempo…

          4. Se nessuno applica un masso a caduta sul balcone per mantenere energia di notte un motivo ci sarà…

          5. Sì anche io lo vedo a metà tra una bufala e una raccolta fondi… Spero di sbagliarmi, tra qualche anno lo sapremo…

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  • Cronos

    Postato da: @berpaniz Se poi il costo delle due soluzioni è più o meno lo stesso, mi sa che le batterie al Litio vincono con grande vantaggio

    Dipende se lo stoccaggio è stagionale o istantaneo

    In sostanza se vuoi stoccare qualcosa per mesi allora hai bisogno di qualcosa che non degradi l’energia nel tempo, cosa  che le batterie al litio fanno

    Quindi: vuoi stoccare l’esubero pomeridiano e ridarlo 3-4 ore dopo? le batterie al litio sono il top del top

    Vuoi stoccarlo per 4 mesi? tra 4 mesi la batteria ha perso chessò il 20-30% della carica originaria e praticamente il costo dello stoccaggio non vale la resa

     

    Al momento gli stoccaggi stagionali sono idroelettrico e quando l’efficienza sarà un po’ migliorata l’idrogeno che è un ottimo sistema perchè può essere utilizzato in tanti modi e non si degrada col tempo, la densita non è male etc

    • berpaniz

      @cronos

      Si mi sembra difficile anche a me immaginare la batterie per la ciclicità stagionale, ma comunque nemmeno l’idroelettrico non va tanto bene per la ciclicità stagionale, comunque tutti i contributi sono utili, l’importante è lavoraci su e la mobilità elettrica spinge flussi crescenti di risorse in ricerca e sviluppo in queste direzioni, l’importante è questo e ridurre parallelamente le spese in R&S nel fossile.

       

       

  • Rudy-VDW

    Avevo già visto un concetto simile ma dentro un pozzo. Alla fine, questo concetto presentato qua potrebbe anche essere messo sotto terra se l’ingombro è troppo imponente fuori. Alzerebbe il costo del progetto ma visto che non ha quasi nessuna limitazione nella durata di vita, l’ammortamento potrebbe essere spalmato su molti decenni. 

  • DiV@h L'autore dell'articolo
    Postato da: @cronos

    Al momento gli stoccaggi stagionali sono idroelettrico e quando l’efficienza sarà un po’ migliorata l’idrogeno che è un ottimo sistema perchè può essere utilizzato in tanti modi e non si degrada col tempo, la densita non è male etc

     @cronos ti prego! 🙂

    Concettualmente si … ma i problemi sono tanti con questa che ci indicano come la meraviglia delle meraviglie ed il futuro!

    • Rendimento di trasformazione per elettrolisi dall’acqua pessimo
    • Stoccaggio complesso (è molto pericoloso)
    • Rendimento di trasformazione da fuel cell pessimo 

    Breve, non ne vale la pena ma tutti i Big ne parlano.

    Il motivo è un altro e non mi stanco di dirlo anche se tutti fanno finta di non sentire. 

    L’idrogeno industriale si trasforma estraendolo da idrocarburi e le compagnie petrolifere hanno guarda caso una rete completa di estrazione – trasformazione – distribuzione capillare e quindi per loro vuol dire solo aggiungere una pompa in più al distributore. Triste

    • TheDream

      @divh

      Esattamente, ero a una conferenza dove ho potuto percepire molto bene che la via dell’idrogeno é la risposta dell’industria del petrolio alla mobilità elettrica. 

      Vogliono farci credere che conviene stoccare l’energia in esubero dell’idrogeno per poi alimentare le fuel cell. Questo di primo acchito sembra molto bello e pulito (ci sono cascato pure io!). 

      Cosa accadrà invece?

      Ci saranno così tanti veicoli che vorranno “fare il pieno” ad idrogeno che i distributori “saranno costretti” a produrlo partendo dagli idrocarburi! 

      Loro vorrebero fare una bella cosa (apparentemente), ma in realtà é tutt’altro che bella (lo fanno per i loro interessi).

      La conclusione che ci comunicheranno sarà: vedete? Avete voluto provare con i motori elettrici ma in realtà gli ICE sono meglio: tornate al diesel che l’elettrico non é il futuro.

      👎 manipolazione dell’informazione 👎 

      • DiV@h L'autore dell'articolo

        @thedream

        Buonista!

        Ma in realtà lo scenario è di molto peggiore.

        NON VERRÀ MAI PRODOTTO IDROGENO PER ELETTROLISI

        <

        p style=”text-align: left;”>Non conviene e non interessa a nessuno (di chi maneggia i miliardi intendiamoci).

  • Man

    io la trovo una genialata.

    la puoi mettere dove non ci possono stare altre fonti, la puoi potenzialmente dimensionare grande, molto grande, la puoi installare anche in siti impervi come il deserto, potenzialmente potrebbe essere usata per stoccare e usare anche rifiuti compressi… un’altro argomento di cui credo varrebbe la pena preoccuparsi cercando magari una sinergia economicamente sostenibile.

    partendo dal principio che nulla può sostituire tutto il resto, credo che possa davvero essere una pedina importante perchè apre la strada a parecchie opportunità.

    • Cronos

      @some

      forse, ma non così come è concepita, la densita energetica è troppo bassa

      l’ultima volta che ho visto una cosa del genere ne parlavano riguardo a pesi su fune in grotte profonde

      analogo discorso era stato ideato ma affondando dei galleggianti nel mare ( e lì di spazio ce n’è – salvo chiaramente che il mare non è che sia il luogo più ospitale del mondo sotto tanti aspetti )

      non penso che un sistema a fune che fa così tante manovre sia duraturo.. non so, non mi convince del tutto però alla fine il concetto è quello, tocca sfruttare altri metodi di immagazzinare energia e quella potenziale è una buona energia come un altra, tanto più che non degrada

  • onessela

    Ricordiamoci che in Italia ci sono personaggi tipo Sgarbi che stanno ostacolando con tutte le loro forze le pale eoliche per un presunto “impatto ambientale negativo”. (Io personalmente le trovo bellissime, i mulini a vento del terzo millennio). Figuriamoci se iniziamo a parlare di cataste di blocchi di cemento ! Mi toccherebbe essere d’accordo con quel figuro.

    • DiV@h L'autore dell'articolo

      @onessela

      Non preoccuparti, questi progetti non son pensati per l’italia 😉 

      In Italia l’acqua per fortuna c’è

    • TheDream

      @onessela

      Tanto per dirne una: in Svizzera Romanda le pale eoliche sono state denigrare in ogni modo dai “verdi” che le trovano: antiestetiche (deturpano il paesaggio), pericolose (per i volatili), rumorose (per gli eremiti che abitano eventualmente le montagne) e chi più ne ha piú ne metta. 

      Ogni scusa é buona per frenare il progresso in questo senso.

      D’altra parte però questi sono anche contro le centrali nucleari e il traffico motorizzato (ma usano biciclette elettriche!), sono pure contro le industrie (ma usano i loro prodotti e soprattutto Internet che é energivoro come nessun altro) e quando chiedi loro: -“ma poi, la corrente da dove la prendi?” candidamente ti rispondono: -“dalla presa elettrica!”

      No komment!

      Anzi si: in Svizzera da un lato stiamo spegnendo le centrali nucleari e puntando sempre più su eolico e solare. Abbiamo notato che attualmente abbiamo energia in esubero nei mesi estivi e carenza nei mesi invernali. Aumentare la produzione elettrica da eolico e solare senza trovare un sistema di accumulo stagionale non serve a nulla! Ben vengano queste idee.