Batterie agli ioni di litio: vetro aumenterà efficienza

Batterie agli ioni di litio: vetro aumenterà efficienza

(Fonte:GreenStyle.it-Marco Mancini)

 

 

Nei prossimi anni per limitare l’impatto devastante del riscaldamento globale il mondo dovrà affrontare una sfida importante: la decarbonizzazione dell’economia. Per ridurre la dipendenza dai fossili e coprire una fetta sempre maggiore dei consumi energetici globali grazie alle fonti rinnovabili i sistemi di accumulo giocheranno un ruolo determinante.

L’energia prodotta dall’eolico e dal fotovoltaico dovrà infatti essere immagazzinata in modo efficiente per permettere all’elettricità generata in surplus in alcuni momenti della giornata di essere impiegata nei momenti in cui invece si registra un calo produttivo. In questo modo l’energia rinnovabile reggerà alle fluttuazioni della rete, diventando più competitiva e affidabile. Le batterie giocano un ruolo determinante anche nel campo della mobilità sostenibile: auto elettriche con un’autonomia maggiore hanno maggiori probabilità di affermarsi sul mercato.

Per aumentare l’efficienza delle batterie agli ioni di litio i ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato un nuovo tipo di vetro, capace di incrementare la densità e la capacità dei sistemi di accumulo. Il nuovo materiale, prodotto dal vanadato-borato, è stato utilizzato per produrre gli elettrodi delle batterie agli ioni di litio.

Dalle prime sperimentazioni è emerso che il vetro potrebbe raddoppiare potenzialmente la capacità di stoccaggio delle batterie. Lo speciale materiale, composto da ossido di vanadio (V2O5) e litio-borato (LiBO2), è stato rivestito da uno strato di ossido di grafene ridotto (RGO) per migliorare le proprietà degli elettrodi.

Il vanadio, nella sua forma cristallina, permette solo alcuni cicli di ricarica ed è abbastanza instabile. Per questa ragione i ricercatori hanno preferito utilizzare il vanadio come fosse un vetro, fondendolo con dei composti del borato e creando un nuovo materiale dalla conducibilità elevata, economico e facile da produrre.

Le batterie composte da un elettrodo in vanadato-borato, rivestite di ossido di grafene, raggiungono una densità piuttosto elevata, pari a circa 1000 watt-ora per chilogrammo. Grazie a queste batterie, sul mercato non prima di 10 anni, l’autonomia delle auto elettriche e dei cellulari secondo i ricercatori potrebbe raddoppiare.

Fotovoltaico: sistemi di accumulo vietati sugli impianti incentivati

Fotovoltaico: sistemi di accumulo vietati sugli impianti incentivati

(Fonte:GreenStyle.it-Silvana Santo)

 

 

Se un impianto fotovoltaico ha già avuto accesso agli incentivi statali non è possibile modificarlo installandovi anche un sistema per l’accumulo di energia. Il chiarimento arriva dal GSE che ha voluto in questo modo rispondere a diverse richieste di informazioni sull’argomento.

Si legge nella nota pubblicata sul sito GSE:

Ai fini della corretta erogazione degli incentivi, non è consentita alcuna variazione di configurazione impiantistica che possa modificare i flussi dell’energia prodotta e immessa in rete dal medesimo impianto, come ad esempio la ricarica dei sistemi di accumulo tramite l’energia elettrica prelevata dalla rete.

In un tono che non lascia spazio a fraintendimenti, il Gestore dei Servizi Energetici sottolinea che in caso di irregolarità da parte del responsabile dell’impianto, accertate durante una verifica effettuata dallo stesso GSE, saranno applicate sanzioni, che potrebbero prevedere anche la perdita degli incentivi e la restituzione delle somme già riscosse.

Resta da capire a questo punto se la possibilità di installare sistemi di accumulo rimanga per gli impianti che, invece del Conto Energia, usufruiscono del meccanismo di incentivazione dello Scambio sul Posto. La nota del GSE potrebbe prestare il fianco a interpretazioni negative da parte degli operatori, dal momento che la tecnologia dei sistemi di accumulo rappresenta il futuro del settore fotovoltaico.

La predisposizione dei sistemi di accumulo di energia negli impianti fotovoltaici, tra l’altro, potrebbe contribuire a migliorare l’efficienza di funzionamento della rete elettrica, oltre ad aumentare la quota di autoconsumo dell’elettricità prodotta col Sole. Non sono pochi i produttori che, ormai, propongono già impianti provvisti di batterie.

Fotovoltaico e sistemi accumulo: Italia risparmierà 500 mln l’anno

Fotovoltaico e sistemi accumulo: Italia risparmierà 500 mln l’anno

(Fonte:GreenStyle.it)
 

 

 

I sistemi di accumulo sono il futuro del fotovoltaico e in Italia permetterebbero un risparmio annuo complessivo di 500 milioni di euro. Questi i dati presentati da ANIE Energia in “Residential Electrical Storage Systems” il primo studio fatto per l’Italia che mette in risalto i vantaggi di un impiego diffuso delle batterie per il fotovoltaico anche per impianti residenziali.

Grazie ai sistemi di accumulo vi sarebbe un notevole aumento dell’autoconsumo di energia fotovoltaica: si passerebbe dal 30 al 70%, con vantaggi rilevanti sia per i proprietari degli impianti, sia per il sistema elettrico.

In un comunicato stampa diffuso dall’associazione si afferma:

ANIE Energia ha calcolato dettagliatamente i benefici di sistema, sulla base di uno scenario di penetrazione dei sistemi di accumulo del 20% (ovvero 5 milioni di impianti fotovoltaici a fronte dei 25 milioni di famiglie italiane). Il risparmio maggiore deriverebbe dalla riduzione dell’energia tagliata a causa di overgeneration (eccesso di generazione sulla domanda), quantificata in 234,4 milioni di euro, subito seguito dai 147,1 milioni risparmiati dalla riduzione di capacità termoelettrica derivante dal livellamento del picco di domanda serale di energia. Si aggira intorno a 72,8 milioni invece il taglio dei costi derivanti dall’investment deferral sulla rete di distribuzione dovuta alla riduzione della potenza richiesta, senza contare poi il risparmio generato dalla riduzione delle perdite di rete (quantificato in 17,4 milioni) e dalla diminuzione delle emissioni di CO2 (43,1 milioni).
Nel rapporto “Residential Electrical Storage Systems” viene evidenziato inoltre come il costo delle batterie per il fotovoltaico subirà una netta diminuzione, addirittura del 50% nei prossimi 3-5 anni, una prospettiva che potrebbe invogliare i consumatori, ormai orfani del Conto Energia, a continuare le installazioni di pannelli fotovoltaici.

Purtroppo però la situazione, come spesso accade in Italia, potrebbe complicarsi notevolmente a causa di vuoti legislativi. Una criticità non da poco evidenziata da Claudio Andrea Gemme, Presidente di ANIE Confindustria:

A fronte dei rilevanti benefici di sistema ottenibili, l’attuale contesto normativo italiano non regolamenta direttamente l’applicazione dei sistemi di accumulo domestici, come invece già succede in alcuni paesi. Esistono esempi di realtà, come Germania e USA, che al contrario riconoscono l’importanza di una corretta diffusione di sistemi di accumulo domestici e già si sono mossi per prevedere facilitazioni per la loro installazione. ANIE auspica che entro breve anche l’Italia possa dotarsi di una normativa di riferimento specifica.

Storage in batterie, se per l'eolico convenisse fermare le pale?

Storage in batterie, se per l'eolico convenisse fermare le pale?

(Fonte:QualEnergia.it)

Vale sempre la pena accumulare l'energia delle rinnovabili non programmabili? Dopo aver valutato il bilancio energetico dei vari sistemi di accumulo, alla Stanford University si sono posti questa domanda e la risposta ottenuta è un “no”. Se si parla di sistemi di accumulo molto costosi dal punto di vista energetico, come le batterie, stoccare la produzione in eccesso ha energeticamente senso solo per fonti relativamente costose in quanto a energia investita, come il fotovoltaico, mentre non ne ha per fonti con costo energetico inferiore, come l'eolico: si risparmia più energia facendo fermare le pale.

Lo studio, pubblicato sull'ultimo numero di Energy and Environmental Science, parte da un aspetto esplorato in un precedente lavoro curato dagli stessi autori: l' ESOI ossia Energy Stored On Investment. Questo valore quantifica appunto il costo energetico di un sistema di accumulo e si ottiene moltiplicando l'energia accumulata nell’intera vita dell’impianto per l’efficienza nel ciclo di accumulo/rilascio e dividendo per l’energia impiegata per la costruzione e installazione dell’impianto; insomma qualcosa di simile EROEI, l’Energy Returned On Energy Invested o ritorno energetico sull’investimento energetico.

In quel primo lavoro si confrontava l'ESOI di 7 tecnologie per l'accumulo, ossia il pompaggio idroelettrico, l’aria compressa (CAES) e cinque tipi di batterie: al litio, al sodio-zolfo, allo zinco-bromo, al vanadio (del tipo a flusso) e al piombo. Risultato? I metodi fisici hanno prestazioni energetiche di un ordine di grandezza superiori a quelle degli accumuli elettrochimici: il pompaggio idro ha un ESOI di 210, il CAES addirittura di 240, mentre quello delle batterie va da 10 per quelle al litio ioni, a un misero 2 per le batterie al piombo, che, quindi, riescono ad accumulare nel corso della loro vita, appena il doppio dell’energia che è servita a costruirle.

Passo successivo, e qui veniamo al nuovo studio, è stato chiedersi quando sistemi con un così basso ESOI convengano energeticamente. Per farlo si è messo a confronto il bilancio energetico dei diversi tipi di batterie con quello dell'energia prodotta da eolico e fotovoltaico, espresso come EROEI, energia prodotta per energia investita.

Il fotovoltaico, che richiede molta energia per produrre i moduli, ha un EROI molto più basso rispetto all'eolico: siamo a 8 contro 86, secondo i calcoli dello studio; l'energia prodotta dall'eolico è dunque energeticamente molto meno costosa di quella da fotovoltaico. Ecco perché gli autori arrivano alla conclusione anticipata, cioè che, mentre per il solare vale la pena di accumulare l'energia in eccesso con le batterie, per l'eolico, quando produce più energia rispetto a quella che la rete può accogliere, è energeticamente più conveniente dal punto di vista del sistema elettrico far fermare le pale.

“Come non ha senso comperare una cassaforte da 100 dollari per custodire un orologio da 10, così non conviene realizzare sistemi d'accumulo energeticamente costosi per una risorsa energeticamente economica come l'eolico”, è l'esempio che fa Charles Banhart, uno degli autori. Il costo energetico di sprecare il surplus di produzione, fermando le turbine (il curtailment indicato nei grafici a fianco) è infatti inferiore a quello da sostenere per realizzare gli accumuli elettrochimici. Perdere energia perché si fa fermare un impianto eolico fa aumentare l'EROI della fonte del 10%, accumularla con le batterie lo fa salire dal 20% nel caso delle batterie agli ioni di litio al 50% nel caso di quelle al piombo.

Per far sì che abbia senso stoccare l'energia dal vento in batterie, bisognerebbe che queste aumentassero le loro prestazioni a parità di energia investita: dai 6mila cicli di carica-scarica delle batterie al litio attuali, si dovrebbero raggiungere almeno 10-18mila cicli, spiega Banhart.

Insomma lo storage in batterie, con le tecnologie attuali – sempre ricordando che qui ci stiamo limitando a considerare l'aspetto energetico – non conviene in tutte le situazioni. Da questo punto di vista, suggerisce un altro degli autori, Michael Dale, sarebbe più sensato usare l'energia in eccesso dell'eolico per altri scopi, “come pompare acqua per l'irrigazione o caricare flotte di veicoli elettrici”, una strada questa di usare i veicoli elettrici come buffer per la rete che peraltro si sta da tempo sperimentando e che potrebbe essere molto interessante oltre che per l'integrazione delle rinnovabili intermittenti, anche per decarbonizzare la mobilità.

Sarà inglese la batteria al litio più grande d’Europa

Sarà inglese la batteria al litio più grande d’Europa

(Fonte:Rinnovabili.it)


Tre società stanno collaborando per realizzare uno dei più grandi impianti di stoccaggio mai costruiti, utilizzando la tecnologia di litio manganese

Conto alla rovescia per la sperimentazione della più grande batteria al Litio d’Europa. A Leighton Buzzard, nel Bedfordshire (Inghilterra) tre partner industriali hanno progettato d’istallare un mega impianto di stoccaggio sfruttando la tecnologia degli ioni di Litio, che a regime non avrebbe rivali in tutto il vecchio continente. Il Regno Unito entra così, con forza, nella corsa allo sviluppo di sistemi di accumulo energetico oggi tanto necessari ai produttori di elettricità rinnovabile, ma su cui la tecnologia è ancora agli albori. Riuscire a tradurre i dispositivi di storage dei piccoli elettrodomestici su così larga scala è ancora una sfida dalle innumerevoli variabili.

Il progetto britannico si integrerà direttamente nella sottostazione elettrica che serve Leighton Buzzard, fornendo sia la regolazione della frequenza che lo spostamento del carico elettrico; nel dettaglio verrà istallata una batteria agli ioni di Litio Manganese da 6 MW/10 MWh, completamente automatizzata, che assorbirà e rilascerà energia per soddisfare le esigenze della rete.



L’obiettivo è quello di realizzare e sperimentare una serie di innovazioni tecniche e commerciali che facilitino l’adozione si sistemi di storage più efficienti ed economici. A differenza di altri progetti dedicati all’accumulo, questa iniziativa intende dimostrare la capacità di stoccare l’energia in più parti del sistema elettrico, al di fuori dei confini della rete di distribuzione. Le tre società – S & C Electric Europe, Samsung SDI e Younicos – hanno ottenuto un finanziamento di 13.2 milioni di sterline da parte dell’Ofgem, nell’ambito schema di fondo per le Reti Low Carbon del dicembre 2012.I primi risultati non sono previsti fino al 2016.