Chi ha studiato scienze, ricorderà che ogni corpo di peso P che si trova a un'altezza H ha una energia potenziale pari Ep=P*H: esempio un sasso che si trova a un'altezza H, cadendo, questa energia si trasforma in cinetica Ec= P*H.Per approfondimenti vedi https://www.supersapiens.it/scienze/energia_potenziale_cinetica.html
Energia meccanica: cos'è, quali forme esistono e come fa a ...
Sfruttando quanto enunciato, quando si è in presenza di energia rinnovabilie in eccesso, non impiegabile sul momento, si potrebbe sfruttare la sabbia precipitare nei pozzi delle miniere dismesse per generare energia elettrica da quella cinetica: si tratta di un lento sistema di accumulo. Una proposta è di usare le miniere abbandonate in tutto il mondo per far funzionare le batterie a gravità (o gravitazionali): ovvero utilizzare l’energia cinetica di un peso che viene fatto cadere per attivare un motore/generatore e produrre energia elettrica.
Nello scenario delle energie rinnovabili, lo scopo di una batteria gravitazionale è lo stesso di una batteria tradizionale, cioè quello di stoccare l’energia in eccesso, prodotta per esempio dal fotovoltaico o l’eolico, che non viene usata immediatamente dalla rete elettrica. L'uso della sabbia come mezzo di stoccaggio riduce il rischio di contaminazione delle risorse idriche sotterranee, a differenza di un'alternativa di stoccaggio idroelettrico con pompaggio sotterraneo, già in uso, che utilizza lo stesso principio ma si serve dell’acqua come peso da far scendere per attivare le turbine.
Si genera elettricità quando il prezzo dell’energia è alto, facendo scendere la sabbia in una miniera sotterranea e convertendo l'energia potenziale della sabbia in elettricità tramite una “frenata rigenerativa”, per poi risollevare la sabbia dalla miniera utilizzando motori elettrici e un sistema simile a quello degli impianti di risalita sciistici per rimmagazzinare l’energia potenziale della sabbia quando l'elettricità è a buon mercato. Se assumiamo una densità della sabbia di 1600 kg/m3 e un cono di sabbia alto 50 m, l’area occupata in superficie per la sola riserva di materiale da far scendere per generare energia elettrica è di 0,15 km2 per l’impianto da 4 milioni di tonnellate e 1,5 km2 per quello da 40 milioni di tonnellate.
La capacità di stoccaggio di energia non è data solo dalla quantità di sabbia, ma anche dall’altezza del pozzo della miniera attraverso il quale verrebbe fatta cadere.
Altra possibilità è realizzare batterie gravitazionali nei grattacieli: si stima un potenziale di 300 Gwh. Si trasformormeranno i grattacieli in gigantesche batterie gravitazionali. Come? Attraverso il loro Lift Energy Storage System, sistema che sfrutterebbe gli impianti elevatori e gli appartamenti vuoti per immagazzinare energia in edifici molto alti. L’idea è di accumulare energia sollevando contenitori di sabbia bagnata o altri materiali ad alta densità. Fondamentalmente, il LEST trarrebbe vantaggio da qualsiasi tempo di fermo dell’ascensore, spostando la sabbia dal fondo dell’edificio verso l’alto, in caso un eccesso di produzione elettrica in rete. E dall’alto verso il basso per liberare energia, quando la domanda elettrica dovesse crescere. Il team IIASA ha proposto di costruire una serie di rimorchi autonomi robotizzi per raccogliere i pesi e trainarli dentro e fuori dagli ascensori. Conservando quest’ultimi lungo i corridoi, o in appartamenti vuoti, o in spazi inutilizzati.
Gli scienziati stimano per le batterie gravitazionali LEST un costo tra i 21 e i 128 dollari al kWh, a seconda dell’altezza dell’edificio. Il tutto ovviamente al netto di una serie di problemi pratici ancora da risolvere. “LEST – si legge nella pubblicazione – risulta particolarmente interessante nel fornire servizi ausiliari decentralizzati e servizi di accumulo di energia con cicli giornalieri o settimanali. Il potenziale globale della tecnologia si concentra sulle grandi città con grattacieli e si stima che sia compreso tra 30 e 300 GWh”.
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