Rubrica: Sistemi di accumulo dell’energia
Titolo o argomento: Introduzione ai sistemi di accumulo dell’energia
L’energia è una grandezza fisica fondamentale, sia sotto il punto di vista scientifico che della vita quotidiana, in quanto gode di importanti proprietà percettibili da chiunque. Essa può assumere forme diverse, può passare da un corpo all’altro, può trasformarsi da una forma all’altra, può essere immagazzinata, passando o trasformandosi può compiere azioni utili, passando o trasformandosi si conserva, non si può creare né distruggere, si può presentare sotto varie forme più o meno utili, infine renderla disponibile in forma utilizzabile o accumularla presenta costi diversi a seconda dei metodi adottati e delle tecnologie disponibili. Volendo classificare i sistemi di accumulo dell’energia, ad esempio da abbinare alla produzione domestica di energia da fonti rinnovabili (ma non solo…), possiamo suddividerli in funzione della forma che l’energia assume all’interno del dispositivo di accumulo stesso. Abbiamo così diversi metodi di accumulo tra cui quello elettrochimico, elettrostatico, elettromagnetico, idrostatico, aerostatico e cinetico.
Elettrochimico
L’accumulo elettrochimico consiste nella trasformazione di energia elettrica in forma potenziale chimica da contenere poi in accumulatori elettrochimici monolitici all’interno dei quali avvengono le trasformazioni di specie chimiche. Ovviamente l’energia che potrà essere restituita mediante i processi inversi sarà data dalla differenza tra l’energia inizialmente introdotta e le ovvie perdite che si verificano a seguito delle inefficienze del sistema. Un’interessante variante di questa tipologia di sistema d’accumulo è rappresentata dalla pila a combustibile la quale converte l’energia elettrica in energia potenziale chimica tramite elettrolizzatori dell’acqua. Questi ricavano idrogeno scindendolo dalla molecola dell’acqua e storandolo in apposite bombole (a pressione atmosferica o in forma compressa). L’energia accumulata, quando necessario, può essere riconvertita in energia elettrica fruibile all’utente in seguito alla ricombinazione dell’idrogeno con l’ossigeno.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo elettrochimico dell’energia: Le batterie
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Elettrostatico
L’accumulo elettrostatico si ottiene nei supercondensatori (o ultracapacitori, o ultracondensatori) all’interno dei quali l’energia si accumula in forma elettrostatica raggiungengo valori di centinaia di Farad.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo elettrostatico dell’energia: Gli Ultracapacitori o Supercondensatori
Elettromagnetico
L’accumulo elettromagnetico ha luogo nei Super Conducting Magnetic Energy Storage system (SMES) all’interno dei quali l’energia questa volta è accumulata in forma elettromagnetica. Si tratta di sistemi di accumulo attualmente vantaggiosi su grandi impianti per via dei loro costi elevati dovuti anche alla necessità di realizzare grandi impianti frigoriferi atti a mantenere la parte attiva a temperatura supercondittiva.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo elettromagnetico dell’energia: SMES
Idrostatico
L’accumulo idrostatico consiste nel semplice ed intuitivo sollevamento di un liquido, generalmente acqua, ad una quota più elevata la quale conferisce al fluido energia potenziale gravitazionale da spendere al momento desiderato. Tale sistema di accumulo pecca però per la scarsa quantità di energia per unità di volume.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo idrostatico dell’energia: I bacini delle centrali idroelettriche (Articolo in preparazione)
Aerostatico
L’accumulo aerostatico consta di un serbatoio nel quale un gas, solitamente aria, viene compresso al fine di acquisire energia potenziale di compressione. Anche il sistema di accumulo aerostatico, come quello idrostatico, non offre grandi vantaggi a causa della scarsa quantità di energia per unità di volume.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo aerostatico dell’energia: L’accumulo pneumatico e pneumatico/idraulico
Cinetico
L’accumulo cinetico sfrutta appositi volani per trasformare l’energia elettrica in energia cinetica di rotazione del rotore del volano.
Vedi ad esempio:
Sistemi di accumulo cinetico dell’energia: Gli accumulatori di energia cinetica a volano
Altre modalità
Esistono ovviamente altre modalità per accumulare energia, lo potete verificare ad esempio quando con un’apposita chiavetta caricate un’automobilina a molla e, in tal caso, trasformate la vostra energia muscolare in energia meccanica di tipo elastico pronta ad essere trasformata, a sua volta, in energia di movimento non appena sbloccate il dispositivo. Lo stesso dicasi quando si carica una balestra e, tirando la corda, si accumula energia elastica nei flettenti pronta ad essere restituita per espellere il dardo nel momento in cui desiderate effettuare il lancio. Tuttavia non si tratta di applicazioni considerabili per grandi accumuli energetici come quelli di cui si necessita ad esempio su un veicolo, un tram, un treno, un veicolo industriale, un impianto domestico di energia rinnovabile, un impianto industriale, una centrale elettrica, ecc.. Almeno per ora, non troverete gigantesche molle la cui compressione possa restituire, quando richiesto, energia sufficiente per illuminare un quartiere…
Fonti:
Articoli precedentemente redatti su questo blog
Aziende del settore
ENEA
Ricerche a cura dell’autore
