La sperimentazione e i test da parte dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo sostenibile (Enea) hanno recentemente interessato il mondo degli accumuli.
Dopo i test su nuovi film incapsulanti per i pannelli, Enea sta ora sviluppando un nuovo sistema compatto in grado di immagazzinare calore ed elettricità da energia termica ed elettrica. Il tutto con materiali a basso costo facilmente reperibili. L’obiettivo è quello di riutilizzare il sistema in applicazioni industriali e per la produzione di elettricità.
Verso impieghi promettenti
I primi risultati della sperimentazione da parte dell’Enea potrebbero aprire la strada a impieghi promettenti. Tra questi, ad esempio, figurano lo stoccaggio di energia elettrica rinnovabile in eccesso per garantire stabilità di rete. Oppure la fornitura di calore all’industria nel range di temperatura tra 150 e 300 °C, e il riscaldamento/teleriscaldamento residenziale.
«Il nostro prototipo di accumulo elettro-termico è un sistema ibrido che può essere alimentato sia da energia elettrica, come quella prodotta in eccesso da eolico e fotovoltaico, sia da calore generato da tecnologie energetiche rinnovabili o recuperato da processi industriali», spiega uno degli autori dello studio, Raffale Liberatore, ricercatore del laboratorio Enea Energia e accumulo termico del dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili. «Il sistema è in grado di stoccare energia termica a una temperatura fino a 350-400 °C».
Il prototipo Enea
Il prototipo Enea consiste in un blocco di calcestruzzo di nuova concezione con aggiunta di fibre metalliche e polimeriche provenienti da scarti industriali e di sali solari. Lo scopo principale è di aumentare la densità energetica immagazzinata. All’interno del sistema è poi presente un tubo di acciaio inox che funziona come una resistenza elettrica. Quando è attraversato dall’elettricità, si riscalda velocemente generando calore per effetto Joule. Si tratta dello stesso principio con cui funzionano le stufe elettriche.
«Un confronto sperimentale», prosegue il ricercatore, «ha dimostrato che il riscaldamento elettrico, nell’attuale configurazione del dispositivo, è più rapido del riscaldamento termico. Inoltre, prove cicliche di carica e scarica ne hanno mostrato la perfetta replicabilità. Il sistema di accumulo elettro-termico messo a punto per i test di laboratorio è ancora di piccole dimensioni. Potranno tuttavia essere facilmente realizzati moduli di dimensioni e capacità superiori, anche scalabili».
Finora, gli sforzi della ricerca dell’Enea si sono concentrati sull’identificazione di materiali a basso costo, non tossici e ampiamente disponibili. Ampia attenzione è data allo sviluppo di soluzioni flessibili in termini di dimensioni e integrabilità.
Impianto sperimentale
Il modulo di accumulo è stato installato sull’impianto sperimentale di Enea Advanced Thermal Energy Storage System. Qui si intende condurre la caratterizzazione termica con cicli operativi di carica e scarica analoghi a quelli attesi negli impianti industriali.
Le prossime attività riguarderanno lo sviluppo e il collaudo di moduli di dimensioni maggiori per ottimizzarne le prestazioni attraverso la riduzione delle perdite termiche, anche al fine di condurre una valutazione reale dei suoi costi.
«I sistemi di accumulo termico a medio-alte temperature sviluppati da Enea consentono di disaccoppiare la produzione di calore/elettricità dalla disponibilità della risorsa solare, facendo uso di materiali non strategici», sottolinea la coautrice dello studio Michela Lanchi, responsabile del Laboratorio Enea Energia e accumulo termico. «Questi sistemi di accumulo possono fungere da veri e propri hub energetici, capaci di stoccare energia termica ed elettrica generata da diverse fonti rinnovabili e di renderla disponibile on-demand, contribuendo alla stabilità alla rete».
