Come Stoccare Energia Solare con il Calcestruzzo

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Sali fusi, quarzite, sabbia silicea: sono questi i materiali testati o già utilizzati per immagazzinare il calore prodotto negli impianti di concentrazione di energia solare. Ma i ricercatori dell’Università dell’Arkansas pensano di aver messo a punto un metodo migliore. Si tratta del calcestruzzo: una “miscela speciale” , si badi bene, assemblata in modo molto particolare. Non solo è efficace e più sicura, ma è anche economica, dicono i ricercatori.

I ricercatori affermano infatti che un sistema termoclino (caldo sopra, freddo in basso) con piastre parallele realizzate con il loro calcestruzzo può condurre il calore in un singolo serbatoio di stoccaggio con un rendimento pari al 93,9% evitando i problemi associati agli altri materiali, in particolare alla lana di roccia.

“Il metodo più efficiente e convenzionale di stoccare l’energia dai collettori solari soddisfa l’obiettivo di efficienza del sistema del Dipartimento dell’Energia USA,” ha dichiarato in un comunicato Paneer Selvam, professore di ingegneria civile. “Ma ci sono problemi con questo metodo. Il materiale di riempimento usato nel metodo convenzionale forza e rovina le pareti dei serbatoi di stoccaggio. Il che crea inefficienze che non vengono calcolate e soprattutto potrebbe portare alla catastrofica rottura di un serbatoio.”

I ricercatori affermano che i loro test hanno confermato che le lastre in calcestruzzo conducono il calore senza danneggiare i materiali usati per l’immagazzinamento. E aggiungono che il costo di stoccaggio energia con questo metodo è di soli 78 centesimi per kilowatt-ora, “ben lontano dall’obiettivo del Dipartimento di Energia che si propone di raggiungere lo stoccaggio di energia termica al costo di 15$ per kilowatt-ora.”

…Un’Idea Non Così Nuova

Il calcestruzzo come mezzo di stoccaggio ha dei precedenti. Secondo il Laboratorio Nazionale di Energia Rinnovabile, il German Aerospace Center a partire dal 2010 aveva iniziato a testare la performance, la durata e il costo dell’uso di mezzi solidi di stoccaggio dell’energia termica (clacestruzzo ad alte temperature o materiali in ceramica calcinabile). Ma si noti che quello tedesco era un sistema che utilizzava materiali massicci e compatti, mentre il sistema dell’Arkansas impiega lastre. Queste piastre, tra l’altro, sono state sviluppate da Micah Hale, professore associato di ingegneria civile e hanno resistito a temperature fino a 600°C.

“Il nostro lavoro dimostra che il calcestruzzo è paragonabile in termini di efficienza energetica al sistema termoclino con colonna a riempimento”, ha affermato Selvam. “Ma il vero vantaggio degli strati di calcestruzzo è che produrli non costa molto se paragonati agli altri mezzi, e sono gli unici ad essere capaci di condurre il calore e immagazzinarlo senza danneggiare i serbatoi. Questo fattore da solo aumenterà la produzione e diminuirà le spese di operazione negli impianti di energia solare.”