Stoccaggio termico a lungo termine con materiale solido

sand batteriesUn sistema innovativo per immagazzinare energia termica per lunghi periodi, all’interno di grandi serbatoi riempiti con sabbia ad alta temperatura, da riutilizzare per il teleriscaldamento e per applicazioni industriali.

La “sand battery” svilup­pata e realizzata dall’a­zienda finlandese Po­lar Night Energy è un impianto per lo stoccaggio del calore, ali­mentato da elettricità da fonti rinnovabili e in grado di recupe­rare anche i cascami termici di processi produttivi.

La tecnologia delle sand batteries è basata sull’uso di normale sabbia silicea di bas­sa qualità per lo stoccaggio di grandi quantità di calore. Il pro­cesso prevede:

  • la conversione in energia ter­mica dell’elettricità prodot­ta in eccesso da campi eolici e fotovoltaici, quando la do­manda e il costo sono conte­nuti;
  • la conservazione del calore anche per lunghi periodi e la sua erogazione a richiesta, ri­ducendo il consumo di com­bustibili fossili.

Economica e scalabile

In sintesi, le sand batteries di Polar Night Energy sono com­poste da:

  • un capiente serbatoio, alta­mente termoisolato per mini­mizzare le dispersioni termi­che;
  • un sistema ad aria che con­verte l’elettricità in calore, lo trasferisce alla sabbia e, quin­di, lo cede alle utenze.

La capacità di stoccaggio e la potenza disponibile sono note­voli, per effetto delle elevatissi­me temperature alle quali può essere portata la sabbia. Ri­spetto ad altre soluzioni le sand batteries sono economiche e scalabili, con volumi da decine a migliaia di metri cubi per in­contrare le diverse esigenze al­la scala territoriale.

La possibilità di recuperare ca­lore da altre sorgenti a bassa temperatura (data centers, sta­bilimenti industriali, ecc.), in­nalzandola poi con l’elettricità, fornisce ulteriore flessibilità al­le sand batteries, che possono contribuire al più ampio sfrut­tamento delle energie rinnova­bili, indipendentemente dal pe­riodo di produzione, senza im­patti sulle reti elettriche di di­stribuzione.

ESEMPIO DI APPLICAZIONE PER TELERISCALDAMENTO
sand batteriesLa sand battery realizzata a Vatajankoski (Finlandia) è un silo (diametro circa 4 m, altezza circa 7 m) che contiene circa 100 t di sabbia da costruzione. Questa sand battery utilizza anche i cascami termici recuperati dal funzionamento dei server dell’azienda (60 °C), destinati al calcolo ad alte prestazioni. La sabbia può raggiungere una temperatura fino a 500 °C, mette a disposizione una potenza di circa 100 kW e ha una capacità energetica di 8 MWh.
COME FUNZIONA
L’elettricità proveniente da fonti rinnovabili attraversa elementi resistivi che riscaldano l’aria circolante in una rete di tubazioni inserite nel letto di sabbia. Il calore può essere conservato per mesi senza apprezzabili dispersioni termiche. Quando serve, l’aria ad altissima temperatura transita nello scambiatore di calore che alimenta la rete locale del teleriscaldamento, con acqua a temperatura variabile a seconda della stagione.
TUTTI I NUMERI
Ecco le principali caratteristiche delle sand batteries:

  • temperatura dello stoccaggio fino a 1.000 °C;
  • potenza nominale fino a 100 MW;
  • capacità fino a 20 GWh;
  • efficienza energetica fino al 90%;
  • durata del ciclo di stoccaggio da ore a mesi;
  • durata dell’impianto di decine di anni;
  • costo dell’investimento inferiore a 10 euro/kWh;
  • costi di gestione minimi (nessun materiale di consumo, funzionamento completamente automatico);
  • assenza di materiali velenosi e pericolosi, a fronte di minime emissioni.

Nella foto la centrale impiantistica della sand battery pilota da 3 MWh, realizzata a Hiedanranta (Finlandia) e alimentata dalla rete elettrica e da un campo fotovoltaico.

LASCIA UN COMMENTO

Per favore inserisci il tuo commento!
Per favore inserisci il tuo nome qui