Il futuro dello stoccaggio di energia in rete

15 febbraio 2021
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L'elettricità non è solo creata quando è necessaria, ma anche immagazzinata su larga scala per una più facile distribuzione in risposta alle sue richieste e forniture, che è ciò che rende necessario l'immagazzinamento di energia in rete. E con l'avanzamento della produzione di energia rinnovabile in tutto il mondo, il futuro dell'immagazzinamento dell'energia di rete si sta lentamente spostando dalla completa dipendenza dai combustibili fossili al lancio di fonti di energia rinnovabile (RES) nel mix, e alla fine solo utilizzando RES nella produzione e distribuzione di energia per un ambiente più pulito.Secondo Science Direct, "l'immagazzinamento dell'energia è definito come la conversione di energia elettrica da una rete elettrica in una forma in cui può essere conservata fino alla riconversione in energia elettrica".

futuro dello stoccaggio di energia in rete

In sostanza, i metodi di immagazzinamento dell'energia funzionano come la batteria del vostro telefono cellulare. Se devi costantemente tenere il tuo telefono collegato per usarlo, tenderà a mettere alcune limitazioni ai suoi usi più basilari, come essere un vero "telefono cellulare" invece di diventare un "telefono dormiente". Non era questa l'idea all'inizio, vero? Creare una batteria che può essere ricaricata a proprio piacimento con la capacità di contenere l'"energia elettrica" necessaria per mantenere il cellulare in funzione mentre si svolgono le attività quotidiane era una risposta migliore alla debacle del telefono dormiente, e ora questa idea viene ricreata in modo innovativo su più vasta scala. Pensate a massicci impianti di stoccaggio dell'energia come le fattorie silo, tranne che per l'energia.

Importanza dello stoccaggio di energia in rete

Yale Environment dice che "gli esperti credono che l'immagazzinamento di energia diffusa sia la chiave per espandere la portata delle rinnovabili e accelerare la transizione verso una rete elettrica senza carbonio". Nel corso del tempo si è osservato che le batterie sono in grado di immagazzinare e scaricare l'energia per periodi che diventano sempre più lunghi, facendo espandere la capacità energetica in modo esponenziale. C'è sempre la necessità di immagazzinare energia in eccesso per l'aumento della domanda, e con le fonti di energia rinnovabile, la necessità è per lo più legata alle variazioni incontrollabili dei modelli meteorologici. Per esempio, si può ottenere energia solare durante il giorno quando il sole è fuori, ma cosa succede di notte quando c'è bisogno di energia elettrica? Oppure, nella situazione in cui possiamo ottenere la maggior parte dell'energia idroelettrica da grandi fonti d'acqua, ma queste fonti sono disturbate soprattutto nelle stagioni delle piogge? La risposta sarà che l'energia che è già stata prodotta dovrà essere messa in comune da altre fonti. Come le batterie dei telefoni cellulari in attesa del momento del bisogno, una più ampia varietà di opzioni di immagazzinamento dell'energia in rete è essenziale, in modo che ci sia meno dipendenza dalle fluttuazioni o dalle variazioni del tempo o delle fonti di energia.

Quali sono le opzioni di stoccaggio dell'energia in rete?

Le reti elettriche hanno bisogno di un sistema stabile che fornisca un equilibrio tra la fornitura e la distribuzione, molti metodi sono stati applicati dalla scoperta dell'elettricità per tenere il passo con queste richieste, quindi ecco alcune opzioni di stoccaggio dell'energia che possono essere integrate nei sistemi di rete che sono degne di nota:

1. Tesla Powerwall/Powerpacks

[caption id="attachment_8291" align="aligncenter" width="750"]

tesla power pack

Per gentile concessione: Grendz.com[/caption]Si tratta di batterie agli ioni di litio per uso domestico e di rete. Secondo Tesla "Powerpacks casa, le batterie più sofisticate del mondo con AC-connected sistema di accumulo di energia e tutto il necessario per connettersi a un edificio o rete di utilità. Semplifica drasticamente l'installazione, l'integrazione e il supporto futuro, offrendo benefici a livello di sistema che superano di gran lunga quelli delle batterie autonome". Si concentra sulla riduzione dei picchi, lo spostamento del carico, il backup di emergenza e la risposta alla domanda. Un esempio convincente è Hornsdale Power Reserve in Australia, dove è stato commissionato nel 2017.

2. Batterie a flusso redox

[caption id="attachment_8293" align="aligncenter" width="983"]

panoramica delle batterie redox

Cortesia: sciencemag.org[/caption]Si tratta di un tipo speciale di pile elettrochimiche che permettono l'energia chimica fornita da a componenti chimici che sono dissolti in liquidi che vengono spinti attraverso il sistema su lati separati di una membrana per creare energia immagazzinata. Essenzialmente l'energia chimica viene trasformata in energia elettrica attraverso l'ossidazione e la riduzione reversibile.

3. Accumulo di energia a volano

[caption id="attachment_8289" align="aligncenter" width="1180"]

immagazzinamento dell'energia a ruota volante

Courtesy: thetimes.co.uk[/caption]Questi possono essere trovati su parchi eolici come quello di proprietà della cooperativa elettrica KEA in Alaska. Questo ETS sfrutta la potenza del vento per creare e immagazzinare energia. Funziona accelerando un rotore a volano a velocità immense di circa 20.000-50.000 RPM e mantenendo l'energia nel sistema come energia di rotazione che può essere estratta quando necessario.

4. Accumulo di energia termica

accumulo di energia termica

Questi sono usati principalmente per applicazioni di riscaldamento e raffreddamento. L'idea dietro questo EST è di riscaldare o raffreddare un mezzo di stoccaggio in modo che l'energia immagazzinata all'interno possa essere utilizzata quando necessario. Il più popolare è l'accumulo di calore sensibile che si concentra sull'immagazzinamento di calore termico aumentando la temperatura di un solido o liquido, esempi sono la ghiaia, la terra o il suolo, i ciottoli e i mattoni. Il progetto di energia solare Crescent Dunes in Nevada è un esempio di questo ETS che può immagazzinare fino a 1,1 GWh di energia che è uguale a 10 ore di energia a piena potenza che lo distingue dalla maggior parte dei suoi predecessori.

5. Stazioni idroelettriche a pompaggio

[caption id="attachment_8292" align="aligncenter" width="569"]

stoccaggio di energia idroelettrica

By Funkjoker23 - File:Pumpstor_racoon_mtn.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18633057[/caption]Questi seguono il processo di pompaggio elettrico dell'acqua da un serbatoio inferiore ad uno superiore dove la stazione idroelettrica conterrà poi l'acqua per creare e immagazzinare più energia. Sono utilizzati durante le stagioni non di punta per immagazzinare acqua che può essere utilizzata per generare energia quando è necessario nelle stagioni di punta. Un esempio è la diga di Grand Maison, che in tre minuti può alimentare fino a 1,8 GW di elettricità nella rete elettrica nazionale francese durante i picchi di domanda.

6. Accumulo di energia ad aria compressa

stoccaggio di aria compressa

L'aria viene pressurizzata e immagazzinata nel sottosuolo fino a quando non è necessaria, in modo simile al processo di conversione e immagazzinamento dell'energia idroelettrica. L'energia elettrica in eccesso viene immagazzinata come aria ad alta pressione in grandi serbatoi o caverne e spazi salini. Per riconvertirla in energia elettrica, l'aria compressa viene spinta attraverso una turbina. Il Pacific Northwest National Laboratory e la Bonneville Power Administration hanno intrapreso un progetto per "valutare la fattibilità tecnica ed economica dello sviluppo dell'immagazzinamento di energia ad aria compressa nell'ambiente geologico unico dell'entroterra di Washington".Alla Hive Power, crediamo fortemente che il futuro si basi sulla sinergia coesiva di tutti questi elementi, tecnologie e innovazioni. La produzione di energia, le infrastrutture, le fonti di energia e le griglie di immagazzinamento devono essere progettate per alimentarsi a vicenda, producendo fonti di energia stabili e affidabili per l'uso quotidiano e aiutando allo stesso tempo a ridurre le emissioni dei combustibili fossili. Il futuro dello stoccaggio di energia in rete è intelligente, rinnovabile e sostenibile.

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