L’avvento delle smart grid è una necessità imposta dallo sviluppo della produzione delocalizzata e dall’affermazione dei “prosumers”, un nuovo profilo d’utenza nel quale i consumatori sono anche produttori di energia, prevalentemente da fonti rinnovabili e di tipo combinato ad alta efficienza.
Non potendo più contare come una volta sull’esercizio continuo di grandi centrali, sono allo studio diverse soluzioni mirate a permettere il mantenimento sulle reti dell’equilibrio fra richiesta e disponibilità di elettricità. Oltre all’accumulo in batterie elettrochimiche e al pompaggio dell’acqua negli invasi idroelettrici, oggi è disponibile una nuova tecnologia che promette rese paragonabili, con costi di costruzione e gestione inferiori.
Come la mela di Newton
L’uso della forza di gravità per accumulare energia potenziale, da trasformare in elettricità quando necessario, è alla base dell’attività di Gravitricity, azienda scozzese che propone la realizzazione di pozzi profondi fino a 1,5 km, nei quali inserire un contrappeso scorrevole di 3.000 t, vincolato a binari e sostenuti da funi collegate ad argani. La discesa e la risalita del contrappeso permettono rispettivamente la scarica e la carica dell’accumulo gravitazionale, con un’efficienza superiore all’85%.
Nel confronto con altri sistemi d’accumulo i costi di investimento, installazione, gestione/ manutenzione e smaltimento/ripristino risultano decisamente competitivi (inferiori a 135€ annui per ogni kW di potenza) Finanziato da un’agenzia per l’innovazione del governo britannico, il prototipo del primo pozzo di accumulazione sarà realizzato in collaborazione con Huisman, società olandese specializzata nel sollevamento e nella perforazione. La sua potenza sarà di 250 kW, per una profondità del pozzo pari a 10 m, ma si prevede la possibilità di applicazioni commerciali scalabili fino a 20 MW.
Come è fatto
Gravitricity è una centrale d’accumulo modulare, dal concept molto semplice: è composta da un pozzo e da apparecchi elettromeccanici per il sollevamento del contrappeso e per la trasformazione dell’energia. Si tratta di un sistema estremamente flessibile, che può erogare elettricità alla massima potenza con un tempo di risposta pari a 1 secondo – per periodi variabili da 15 minuti a 8 ore. Il funzionamento continuo di una centrale senza sostanziale degrado dei meccanismi è pari a 75.000 cicli, nell’ordine di 50 anni.
Come funziona
Durante i periodi di eccesso dell’offerta di elettricità, questa è utilizzata per alimentare gli argani che sollevano il contrappeso verso la cima del pozzo. In questo modo si accumula energia potenziale che sarà trasformata in elettricità quando la richiesto dalla rete sarà eccessiva. Il sistema di sollevamento è composto da 4 argani elettrici situati ai lati del pozzo, il cui movimento è regolato a seconda delle esigenze della rete di distribuzione.
