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Sia in Italia che negli Emirati Arabi si sono messi a punto degli impianti termodinamici che per il loro funzionamento sfruttano la sabbia.

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Gli accumulatori di energia, detti anche batterie o pile, sono presenti in molti degli apparati alimentati ad energia elettrica che ci circondano e rendono la nostra vita di tutti i giorni un po' migliore. Autonomia, tempo di ricarica, peso e dimensioni sono i fattori critici per lo sviluppo in applicazioni quali i dispositivi portatili come smartphone, tablet e computer portatili. L'evoluzione degli accumulatori sarà particolarmente importante per la diffusione dell'auto elettrica. Segui tutto questo su iissvolta.it, il portale nominato in onore dell'inventore della batteria, il fisico genovese Alessandro Volta. Buona lettura!

Dall’impianto fotovoltaico a quello termodinamico

Quali sono le differenze, e perché quest’ultimo è meno utilizzato del primo? Sia un impianto termodinamico che quello fotovoltaico usano come fonte primaria di energia i raggi del sole. L’impianto termodinamico però, a differenza del fotovoltaico, associa alla produzione di energia elettrica anche un ciclo che funziona attraverso una turbina a vapore e un alternatore. Inoltre usando il fotovoltaico si può scaldare l’acqua fino ad una temperatura di 96 gradi, mentre con il termodinamico si possono raggiungere temperature anche di 600 gradi centigradi ed oltre. Ma l’aspetto che distingue maggiormente un impianto termodinamico da un fotovoltaico è che il primo può continuare a funzionare con condizioni meteorologiche avverse, quindi anche in assenza della luce del sole, poiché ha la possibilità di accumulare il calore sfruttando dei serbatoi appositamente studiati. L’unico neo che fino ad ora ha impedito una maggiore diffusione degli impianti termodinamici sta nel fatto che per il loro funzionamento devono essere utilizzate sostanze come l’olio diatermico, o i sali fusi, che hanno un enorme impatto ambientale. Ecco perché la ricerca scientifica si è dunque mossa nella direzione dell’ideazione di sistemi alternativi. Una soluzione che potrebbe diventare in futuro molto interessante è stata messa a punto in Italia, dal Gruppo Magaldi di Salerno, che ha ideato STEM. STEM usa un materiale molto diffuso ed estremamente biocompatibile, ovvero la sabbia. Il sistema termodinamico STEM è detto “beam down”. Una serie di pannelli seguono la rotazione del sole catalizzandone i raggi e concentrandoli su un ricevitore che li immagazzina. Il letto di sabbia, che è fluido, permette di dare vita al ciclo termodinamico creando alte temperature e pressioni. Il risultato è una batteria solare in grado di conservare il calore mentre c’è il sole, e di rilasciarlo quando il sole va via. Questo sistema non solo funziona tutti i giorni per ogni giorno dell’anno, senza interruzioni, ma ha anche una percentuale dell’85% in termini di capacity factor (ovvero il fattore di capacità, vale a dire il rapporto tra la produzione di energia elettrica effettiva e quella teorica). I modi in cui un impianto simile potrebbero essere sfruttati sono praticamente illimitati. Basti pensare al vantaggio che offrirebbe in quei paesi dove l’insolazione è molto elevata, garantendo una fornitura costante di energia elettrica a zero impatto ambientale; inoltre potrebbe servire per la bonifica di luoghi non facilmente raggiungibili in altro modo, o per la desalinizzazione dell’acqua di mare. L’impianto della Magaldi STEM è anche versatile in termini di dimensioni; infatti si può compattare in modo che non occupi spazio eccessivo. Insomma la sabbia sembra essere davvero la soluzione ideale, come dimostra il fatto che questo stesso materiale è stato adottato anche da un gruppo di ricerca degli Emirati Arabi. Questi ultimi, appartenenti al Masdar Institute of Science and Technology, hanno messo a punto un sistema chiamato Sandstock che opera unicamente grazie alla sabbia e alla gravità: infatti assomiglia ad una clessidra dotata di due serbatoi, uno freddo e l’altro caldo. Grazie ad uno scambiatore di calore in tre fasi Sandstock è in grado di produrre energia elettrica. Sandstock è attualmente ancora solo un prototipo ma in tempi brevi dovrebbe essere sperimentato in scala pre-commerciale.