L'azienda norvegese SINTEF ha sviluppato un sistema di accumulo di calore basato su materiali a cambiamento di fase (PCM) per supportare la produzione fotovoltaica e ridurre i picchi di carico. Il contenitore della batteria contiene 3 tonnellate di biocera liquida a base di olio vegetale e sta attualmente superando le aspettative nell'impianto pilota.
L'istituto di ricerca indipendente norvegese SINTEF ha sviluppato una batteria basata su PCM in grado di immagazzinare l'energia eolica e solare sotto forma di energia termica utilizzando una pompa di calore.
I PCM possono assorbire, immagazzinare e rilasciare una grande quantità di calore latente entro un certo intervallo di temperatura. Sono spesso utilizzati a livello di ricerca per raffreddare e mantenere caldi i moduli fotovoltaici.
"Una batteria termica può utilizzare qualsiasi fonte di calore, purché il refrigerante fornisca calore alla batteria termica e lo rimuova", ha spiegato il ricercatore Alexis Sewalt a pv. "In questo caso, l'acqua è il mezzo di trasferimento del calore perché si adatta bene alla maggior parte degli edifici. La nostra tecnologia può essere utilizzata anche nei processi industriali che utilizzano fluidi termovettori pressurizzati, come l'anidride carbonica pressurizzata, per raffreddare o congelare i processi industriali".
Gli scienziati hanno inserito quella che chiamano una "bio-batteria" in un contenitore d'argento contenente 3 tonnellate di PCM, una bio-cera liquida a base di oli vegetali. Si dice che sia in grado di fondersi a temperatura corporea, trasformandosi in un materiale cristallino solido quando la temperatura scende sotto i 37 gradi Celsius.
"Questo risultato si ottiene utilizzando 24 cosiddette piastre tampone che rilasciano calore nell'acqua di processo e fungono da vettori energetici per deviarlo dal sistema di accumulo", hanno spiegato gli scienziati. "Il PCM e le piastre termiche insieme rendono Thermobank compatto ed efficiente."
Il PCM assorbe molto calore, cambiando il suo stato fisico da solido a liquido, e poi rilascia calore solidificandosi. Le batterie possono quindi riscaldare acqua fredda e immetterla nei radiatori e nei sistemi di ventilazione dell'edificio, producendo aria calda.
"Le prestazioni del sistema di accumulo di calore basato su PCM sono state esattamente quelle che ci aspettavamo", ha affermato Sevo, sottolineando che il suo team ha testato il dispositivo per oltre un anno nel laboratorio ZEB, gestito dalla Norwegian Research University (NTNU). "Utilizziamo la massima quantità possibile di energia solare dell'edificio. Abbiamo anche scoperto che il sistema è ideale per il cosiddetto peak shaving."
Secondo l'analisi del gruppo, caricare le biobatterie prima del momento più freddo della giornata può aiutare a ridurre significativamente il consumo di elettricità della rete, sfruttando al contempo le fluttuazioni dei prezzi spot.
"Di conseguenza, il sistema è molto meno complesso delle batterie convenzionali, ma non è adatto a tutti gli edifici. Trattandosi di una nuova tecnologia, i costi di investimento sono ancora elevati", ha affermato il gruppo.
Secondo Sevo, la tecnologia di accumulo proposta è molto più semplice delle batterie convenzionali perché non richiede materiali rari, ha una lunga durata e richiede una manutenzione minima.
"Allo stesso tempo, il costo unitario in euro per kilowattora è già paragonabile o inferiore a quello delle batterie convenzionali, che non sono ancora prodotte in serie", ha affermato, senza specificare i dettagli.
Altri ricercatori di SINTEF hanno recentemente sviluppato una pompa di calore industriale ad alta temperatura in grado di utilizzare acqua pura come fluido di lavoro, la cui temperatura raggiunge i 180 gradi Celsius. Descritta dal team di ricerca come "la pompa di calore più calda al mondo", può essere utilizzata in una varietà di processi industriali che utilizzano il vapore come vettore energetico e, secondo il suo creatore, può ridurre il consumo energetico di un impianto dal 40 al 70% grazie alla capacità di recuperare il calore di scarto a bassa temperatura.
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Qui non troverete nulla che non funzioni bene con la sabbia e che non trattenga il calore a temperature più elevate, così da poter immagazzinare e produrre calore ed elettricità.
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