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Titolo: Motivo per cui accumulo al litio fallimentare per abitazioni

A meno di soluzioni lussuose, da miliardari, l'accumulo di
energia per uso domestico tramite batterie al litio e' qualcosa
che di fallimentare in termini di rapporto resa/costi.
 
Ed infatti, ancora oggi non ha molto successo, nonostante le
tante agevolazioni fiscali e la pubblicita' fatta da politici e
pseudo-divulgatori scientifici.
 
Naturalmente si ignorano soluzioni valide perche' potrebbero
veramente allontanare la gente dal consumo del gas naturale.
Ma forse questa e' la volta buona, e se i prezzi del gas restano,
come probabile, sopra 1 €/m3 per i prossimi anni, qualcosa si
muovera'.
 
Ora, considerata il caldo di oggi, anzi di questo mese, e quanto
sarebbe bello "portarlo" all'inverno, invece di dovere pagare
la bolletta del gas.
 
Per cominciare, vediamo di quantificare in termini "energetici"
cioe' che viene consegnato come metricubi di gas naturale.
ARERA dispone che le forniture di gas naturale abbiano un
potere calorifico superiore di riferimento pari a 38,52 MJ/m3.
 
Quindi, se in una stagione invernale, ad esempio, consumate
1000 m3 di gas naturale, significa che avete consumato
38'520 MJ di energia, cosi' avete una idea dell'ordine di
grandezza di cio' che serve per superare in inverno (padano ?).
 
Avevo menzionato della capacita' della sabbia (non serve che
sia di qualita' per costruzioni, anche sabbia scadente, che
non va bene per fare il calcestruzzo, puo' funzionare).
 
Ovvero 1,26 MJ/(m3·K) (in massa 0,84 MJ/(ton·K).
 
Per valutare la quantita' necessaria per un accumulatore
termico stagionale dobbiamo prendere qualche decisione.
Ad esempio, di quanto vogliamo scaldare la sabbia ?
Piu' e' alta la temperatura, meno sabbia ci serve.
 
Ad esempio, se pensiamo di arrivare fino a 600°C, considerando
che la temperatura "utile" per alimentare il riscaldamento e'
poco sotto i 100°C (60°C ? 80°C ? dipende dal tipo di impianto),
avremo 500 K (K= kelvin) di differenziale.
 
Allora, con 1 m3 di sabbia, potremo conservare 1,26·500 = 630 MJ
e con 60 m3 potremo trattenere 37'800 MJ.
Un cubo di 4 metri di lato ha un volume di 64 m3.
Oppure un cilindro di 4,5 metri di diametro e alto 4 metri.
 
Tanto ? Poco ?
 
Oppure una stanza di 4 x 4 metri alta 3 metri sono 48 m3,
se avete una casa meglio isolata (1000 m3 di gas e' tanto gas
per un inverno).
 
Ma tutto quel calore da dove lo prendiamo ?
Dal solare ovviamente, ma non servono macchine, basta un semplice
concentratore solare per arrivare ai desiderati 600°C.
 
Allora, la cosa bella della faccenda e' che nelle regioni
in cui si ha piu' bisogno di calore d'inverno d'estate hanno
un ottima insolazione.
 
A Milano, ad esempio, ecco i dati al m2 di apertura solare:
 
maggio     660 MJ/m2
giugno     701 MJ/m2
luglio     776 MJ/m2
agosto     709 MJ/m2
--------------------
stagione 2'847 MJ/m2
 
La concentrazione solare necessaria per ottenere temperatura
di 600°C pero' ci puo' far perdere (in riflessione e dispersioni
termiche) fino al 50%, quindi otteniamo solo un netto di 1'400 MJ/m2.
 
Per arrivare al pieno di 38'000 MJ nella stagione estiva ci
servono quindi 38'000/1'400 = 27 m2 di apertura solare. Trattandosi
di un ambito domestico, direi di limitare l'apertura di uno specchio
lineare parabolico a 2 metri, quindi serve lungo 14 metri circa.
 
Questi sono indicazioni di massima, per dimostrare come si puo'
fare a meno del gas senza usare batterie al litio.
 
Non ho i dati degli specchi fresnel, ma forse sono piu' pratici
per un ambito domestico rispetto a quelli parabolici.
 
In ogni caso, per una villetta con giardino, siamo nell'ambito
del possibile.
 
E il costo ? A livello di prototipo, probabilmente costerebbe
parecchio, ma una produzione in massa potrebbe starci dentro
alcune migliaia di euro. E notare: non servono macchinari, a
parti dei ventilatori e scambiatori di calore e termoconvettori.


 
E se funziona in Finlandia, dove fa veramente freddo d'inverno,
perche' non dovrebbe funzionare nella Pianura Padana ?
 
Vorrei evidenziare la questione come ricordato nella notizia:
 
"Solar and wind power is basically already really competitive
  in terms of energy price per produced energy unit," Polar Night
  Energy co-founder and chief technology officer Markku Ylönen
  told Dezeen."
 
"The only problem with them is that you can't really choose
  when it's produced."
 
Qui hanno parlato anche dell'eolico, ma ovviamente in ambito
domestico e' improponibile (non c'e' risorsa eolica a livello
del terreno) e poi loro si riferivano al fotovoltaico (usano
una resistenza per scaldare l'accumulatore termico), mentre
invece noi potremo benissimo saltare tutte le perdite di
conversione catturando direttamente l'energia solare come
calore. Ed ora il raffronto con le batterie:
 
"He said that while lithium batteries are well suited for vehicles,
  "if we're talking about gigawatt hours or terawatt hours of excess
  electricity, it's not technically feasible to try to cover that
  with lithium batteries, and also the costs will be immense".
 
Se parliamo di kW·h (come sulle auto, dove si arriva al massimo
al centinaio) allora il litio va bene. E poi sulle auto
interessa anche la compatezza e la massa.
 
Ma per utilizzi come quelli del riscaldamento di una stagione,
oppure a livello di centrale, servono fino a terawattora, ovvero
costi immensi oltre che difficolta' tecniche a costruire tutte
quelle batterie.
 
"Even even if we dug out all the lithium in the world, we couldn't
  build batteries big enough to accommodate all the fluctuation in
  renewable energy production," Ylönen added."
 
Non e' che in realta' tutto questo entusiasmo dei media italiani
per le batterie al litio e' che chi preparare le veline per
questi media, e' contento se non si fa sul serio con
l'accumulo di energia stagionale, sperando che d'inverno si
continua a consumare gas ? Che dice, Andreotti ?
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Ho visto solo ora che ci sono i dati effettivi:
 
"The Kankaanpää battery is four metres in diameter, seven metres
  high and contains 100 tonnes of sand, but Polar Night Energy
  envisions future batteries being 20 metres across and 10 metres high."
 
"This should give the battery one gigawatt hour of storage capacity,
  which is equivalent to one million kilowatt hours (kWh)."
 
Ehm, devo avere fatto un errore per eccesso nei miei calcoli.
Meglio controllare domani, ora vado a dormire.
 
 
 
 
 
 
8>< ----


 
Ed anche qui, 4 m x 10 metri di area occupata del tetto.
 
C'e' lavoro da fare, ma considerate che vale un risparmio
di 1000 m3 di gas all'anno per almeno 30 anni (la durata
stimata di un sistema di cattura solare a concentrazione).