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mercoledì 10 aprile 2024

Una gigante batteria di sabbia può immagazzinare energia per una città intera: la svolta in Finlandia. - Martina Di Paolantonio


Quando si parla di surriscaldamento globale, crisi climatica e inquinamento non si può non far riferimento alle emissioni di gas serra prodotte dall’uomo. Il mondo odierno, infatti, necessita di grandi quantità di energia per poter funzionare… peccato che la maggior parte di questa energia sia prodotta a partire da fonti fossili.

Negli ultimi anni l’emergenza climatica ha reso sempre più necessario il ricorso a fonti di energia alternative, rinnovabili e pulite. In tal senso la ricerca e lo sviluppo di tecnologie sostenibili hanno fatto passi da giganti, arrivando a proporre prodotti quali i pannelli solari calpestabili oppure enormi batterie piene di sabbia che immagazzinano il calore.

Un’enorme batteria piena di sabbia può conservare l’energia per mesi

Ebbene sì, proprio una simile tecnologia è stata da poco presentata in Finlandia, per la precisione nella città di Pornainen. Lì la Polar Night Energy ha messo a punto un’enorme batteria di 13 metri di altezza per 15 metri di larghezza. Questo grande silos viene poi riempito con tonnellate di sabbia, in grado di immagazzinare calore ed energia per mesi.

Il suo funzionamento è semplice: durante i picchi di produzione l’energia in eccesso viene immagazzinata nella sabbia sotto forma di calore. In seguito il calore viene riconvertito in elettricità oppure usato per riscaldare gli edifici pubblici e privati connessi al sistema di teleriscaldamento locale. E in un posto freddo come la Finlandia una tecnologia simile può davvero fare la differenza!

Come si diffonderà l’uso di questa tecnologia?

La batteria è infatti in grado di erogare 1 MW di energia termica e di conservarne fino a 100 MWH, in altre parole si tratta del corrispettivo di una settimana di riscaldamento durante l’inverno o di 1 mese durante l’estate. Una tecnologia del genere ha un enorme potenziale dal punto di vista della sostenibilità: le emissioni di anidride carbonica possono ridursi anche del 70%, pur conservando inalterato il rifornimento energetico della città.

La batteria di sabbia, prodotta con materiali locali, presenta però alcune difficoltà nell’applicazione, una tra tutti la necessità di un sistema di teleriscaldamento urbano, che non è di certo presente in tutti i centri cittadini. La batteria di Pornainen è un primo passo verso la possibile diffusione di tecnologie simili, che potrebbero essere sfruttate anche in altri posti per ridurre considerevolmente le emissioni di gas serra.

https://www.orizzontenergia.it/2024/04/07/una-gigante-batteria-di-sabbia-puo-immagazzinare-energia-per-una-citta-intera-la-svolta-in-finlandia/

domenica 24 settembre 2023

Nafion, il cuore delle nuove batterie ad aria solida ricaricabili. - Elisabetta Coni

 

Le batterie ad aria basate su Nafion rappresentano un avanzamento epocale nell’energia rinnovabile e sostenibile. Queste batterie, sviluppate da ricercatori giapponesi, eliminano i metalli pesanti e gli elettroliti liquidi, riducendo l’impatto ambientale. Il Nafion, un polimero conduttore di protoni, è al cuore di questa rivoluzione, offrendo prestazioni superiori e una maggiore durata. Sebbene inizialmente con capacità di scarica inferiori, l’ottimizzazione ha portato a risultati promettenti. Questo progresso segna una tappa importante verso un futuro energetico sostenibile e pulito.

https://www.casaideadesign.it/attualita/nafion-il-cuore-delle-nuove-batterie-ad-aria-solida-ricaricabili.php

mercoledì 12 aprile 2023

Risparmio in bolletta con le batterie a base di sabbia. - Elisabetta Coni

Photo by: Como una Reina – Pixabay

 Al via la sperimentazione di una tecnologia tutta italiana, partendo dalle aziende per poi spostarsi sulle abitazioni: si parte da Salerno con le batterie a base di sabbia utile per edifici energivori. 

Si sa che la crisi energetica con relativo aumento dei prezzi del gas hanno dato la spinta per il progresso di energie rinnovabili alternative al gas. Del resto è proprio il settore industriale ad essere stato pesantemente compromesso dai salassi delle bollette energetiche, essendo le aziende molto energivore. Quindi, cercare fonti di energia meno costosa e che sia sostenibile è diventata una sorta di priorità.

Ma il maggior ostacolo per l’utilizzo di tecnologie rinnovabili nell’ambito industriale che richiedono alte temperature è da sempre legato alla difficoltà che pompe di calore e batterie di accumulo non arrivavano oltre ai 90 gradi. Ma EnelX con la collaborazione del Gruppo Magaldi Green Energy stanno sperimentando una nuova tecnologia chiamata TES, Thermal Energy Storage. Si tratta di Power to Heat. Si tratta di un sistema di storage termico da 13 megawattora che genera vapore termico. Questa maxi batteria si alimenta con fonti rinnovabili, utilizzando sabbia silicia come materiale di stoccaggio.

Come funziona la batteria a base di sabbia.

Il funzionamento di questa innovazione tecnologica nel campo del risparmio energetico e in bolletta è a base di sabbia. Essa viene scaldata mediante resistenze, raggiungendo temperature di 300 gradi e oltre. Questo calore si trasforma in vapore, il quale può essere utilizzato nei processi industriali. Il calore incamerato attraverso la sabbia, vero sistema di accumulo, sarà rilasciato tra le 8 e le 10 ore. 

Il progetto sperimentale di EnelX con Magaldi avrà una prima realizzazione presso una azienda di Salerno. Si tratta della Igi di Buccino, la quale è famosa per produrre olii vegetali che fornisce al gruppo dolciario Ferrero di Alba.

Secondo i due gruppi, questa collaborazione diventa un passo importante per offrire una alternativa valida con fonti rinnovabili e incrementare la decarbonizzazione dei processi industriali, sostituendo di fatto il gas.

Dal punto di vista economico, esso è conveniente visto che si arriva a 20€ a megawattora, più ovviamente il costo per produzione energia rinnovabile. Se pensiamo che una batteria al litio costa dai 40 ai 60 € a megawattora, la convenienza è evidente.

Stoccaggio energetico, il futuro dell’Italia

Il Belpaese ha risorse e competenze adeguate per svolgere un ruolo rilevante nell’ambito dello stoccaggio energetico. Si tratta di un fattore abilitante nella produzione di energie rinnovabili in modo continuativo allo scopo di creare un sistema stabile e sicuro. Ormai da oltre un anno si sono avviate sperimentazioni per trovare soluzioni innovative e alleggerire pertanto i processi industriali, ma non è detto che le batterie a base di sabbia siano destinate solo a questo uso esclusivo. 

Infatti, grazie alla loro efficienza energetica anche in caso di raggiungimento di temperature elevate, si potrebbe pensare a una alimentazione di edifici diversi dalle industrie come interi quartieri o addirittura interi paesi. In questo modo, si potrebbero elettrificare e soprattutto decarbonizzare lavorazioni come quello della ceramica, ma anche alleggerire il peso e il costo delle batterie di accumulo presenti sul mercato. Per ora, ci si sofferma al settore industriale: ci sono state sperimentazioni in Sardegna, Cile e Spagna: quest’ ultima per elettrificare i processi produttivi degli impianti della Renault. 

Si potrebbe pensare di avere un concorrente diretto dell’idrogeno green in quanto l’energia rinnovabile convertita in calore ed accumulata con questa tecnologia, ha un’efficienza superiore al 90% ed è in grado di elettrificare almeno il 50% dei processi industriali in Italia, ma anche all’estero. Si pensa anche agli orari migliori per caricare e scaricare il sistema di accumulo e quando conviene immettere energia in rete per una efficienza e un risparmio senza eguali.

https://www.casaideadesign.it/attualita/risparmio-in-bolletta-con-le-batterie-a-base-di-sabbia.php

giovedì 31 marzo 2022

Batteria termofotovoltaica: una novità assoluta per l’energia rinnovabile. - Federica Pichierri

 

La batteria termofotovoltaica è la nuova frontiera dell’energia rinnovabile. Scopriamo di cosa si tratta e perchè ognuno di noi dovrebbe averne una.

L’energia rinnovabile è sempre più in crescita nel nostro paese. Gli ultimi rincari sul carburante, così come la troppa dipendenza da pesi esteri per il rifornimento di gas stanno facendo si che il nostro governo spinga sempre Pianta sulle fonti di energia rinnovabile già presenti nel nostro paese.

Nell’ultimo periodo infatti la ricerca nel settore energetico sta andando sempre più avanti. Un esempio è il progetto di sviluppo di una forma di intelligenza artificiale applicata all’energia eolica, ma i progetti sono ogni giorno sempre di più.

In questo momento la richiesta maggiore riguarda la necessità di maggiore spazio per accumulare grandi quantità di energia rinnovabile.

I ricercatori sono già al lavoro da tempo per trovare una soluzione e questa volta qualcuno sembra averla trovata davvero. La risposta a questa esigenza sarebbe una batteria termofotovoltaica, capace di immagazzinare grandi quantità di energia elettrica nel lungo termine.

Il progetto è tutto spagnolo e più precisamente è stato ideato dall’Istituto per l’energia solare del Politecnico di Madrid. I ricercatori avrebbero trovato in modo di sopperire all’esigenza di raccogliere energia e conservarla per lungo tempo. Hanno ideato un sistema capace di immagazzinare l’elettricità nel lungo termine ma soprattutto a costi decisamente ridotti.

In sostanza hanno realizzato una batteria molto speciale, una batteria termofotovoltaica a calore latente. Utilizzando la fusione di alcuni materiali metallici, quali alcune leghe di ferro e silicio, questa batteria riesce a immagazzinare l’elettricità come calore latente.

Questo è reso possibile grazie alle elevate temperature di fusione che toccano i 1000 gradi centigradi. Una volta fuso il silicio, il calore irradiato da esso può essere riconvertito in elettricità permettendo così un notevole risparmio di energia elettrica ad un costo minimo.

Grazie a questa batteria, infatti, si potranno produrre quantità di energia 100 volte maggiori rispetto alle normali quantità di energia elettrica prodotte da dei normali impianti solari.

https://www.orizzontenergia.it/2022/03/29/batteria-termofotovoltaica-novita-energia-rinnovabile/

venerdì 9 luglio 2021

Stellantis, a Termoli la gigafactory italiana. 30 mld nell’auto elettrica e nel software. 4 nuove piattaforme. - Mario Cianflone

 

I punti chiave


Parte con il botto, il mega evento EV 2021 Day di Stellantis. Carlos Taveres, ceo del gruppo nato cinque mesi fa dalla fusione tra Psa e Fca, annuncia che a a Termoli in Italia ci sarà la terza gigafactory in Europa. Stellantis investirà oltre 30 miliardi di euro entro il 2025 nell’elettrificazione e nel software. L’obiettivo è che i veicoli elettrificati arrivino a rappresentare oltre il 70% delle vendite in Europa e più del 40% di quelle negli Stati Uniti entro il 2030.L'obiettivo di Stellantis è che i veicoli elettrificati «arrivino - dice Tavares - a rappresentare oltre il 70% delle vendite in Europa e più del 40% di quelle negli Stati Uniti entro il 2030. E nel futuro di Stellanti ci sono quattro piattafforme per le elettriche e anche le batterie a stato solido.

La gigafactory di Termoli.

«Il fabbisogno - dice Carlos Tavares - di batterie e componenti per EV di Stellantis sarà soddisfatto grazie a un totale di cinque gigafactory in Europa e in Nord America e l’allocazione del terzo sito europeo in Italia, dopo quelli in Francia e Germania, è la conferma dell’impegno di Stellantis in Italia e della volontà dell’Azienda di continuare ad investire sul suo sistema produttivo». Secondo il gruppo, l'identificazione dell’impianto di Termoli rappresenta una scelta coerente nel contesto del percorso di Stellantis verso la completa transizione energetica, sulla scia di quanto annunciato per Douvrin in Francia e per Kaiserslautern in Germania.“Stellantis - ha detto Tavares - sta lavorando con determinazione e velocità per anticipare e supportare la transizione energetica di tutti i suoi siti industriali italiani, con l’obiettivo di garantirne la sostenibilità attraverso il miglioramento delle loro performance e per far giocare al Paese un ruolo strategico tra i principali mercati domestici del Gruppo. Il piano sarà divulgato e comunicato con un approccio graduale e al momento opportuno”, ha concluso il numero uno.

Lo stabilimento di Termoli, in provincia di Campobasso Molise attualmente ha circa 2.500 dipendenti. La fabbrica è stata aperta nel 1972 e si è specializzata nella produzione di motori e trasmissioni.

Lo stabilimento di Termoli si estende su una superficie 1,2 milioni di metri quadrati. Secondo il procedente piano di Fca (che con Psa ha dato vita a Stellantis), l’impianto di Termoli avrebbe dovuto continuare a produrre motorizzazioni tradizionali e ibride. Allo stato, non è stato ancora deciso se ci sarà una totale riconversione del sito o se la gigafactory per la produzione delle batterie affiancherà quello dei motori.

La nuova famiglia di piattaforma STLA e le sue declinazioni.

Stellantis, in particolare, ha sviluppato una nuova famiglia di architetture multiruolo battezzata STLA pronta a dar vita alla futura gamma elettrificata dei 14 brand appartenenti al gruppo. Le piattaforme sono progettate con un alto livello di flessibilità (lunghezza e larghezza) e condivisione dei componenti, creando economie di scala con cui ogni piattaforma potrà supportare fino a due milioni di unità ogni anno. Le quattro versioni della piattaforma, che ovviamente hanno elementi in comune, sono:

STLA Small, con un'autonomia fino a 500 km/300 miglia;

STLA Medium, con un'autonomia fino a 700 km/440 miglia;

STLA Large, con un'autonomia fino a 800 km/500 miglia;

STLA Frame, con un'autonomia fino a 800 km/500 miglia.

Queste quattro piattaforme che saranno l'ossatura portante dei veicoli elettrificati dei brand del gruppo sono studiate in modo sinergico, con elementi in comune, ma gli ingegneri non hanno seguito l'approccio della taglia unica, della piattaforma universale modulare stile Volkswagen, ma hanno preferito un design ad hoc per ogni categoria di auto (piccole, grandi e medie) in modo da ottimizzare i processi produttivi e ridurre i costi industriali. Le piattaforme sono infatti concepite con un alto livello di flessibilità (lunghezza e larghezza) e condivisione dei componenti, creando economie di scala con cui ogni piattaforma potrà supportare fino a due milioni di unità ogni anno.

L'autonomia e la ricarica rapida sono stati considerati fattori cruciali per l’adozione su larga scala dei veicoli a ioni di litio. Stellantis affronterà questa sfida con un'offerta di Bev (Battery electric vehicle) che raggiunge autonomie comprese tra 500 e gli 800 km, con capacità di ricarica rapida di 32 km al minuto.

I motori elettrici.

I powertrain sarà affidata ad una famiglia di tre moduli di azionamento elettrico (EDM) che uniranno motore elettrico, cambio e inverter. Questi EDM, compatti e flessibili, sono facilmente scalabili e possono essere configurati per la trazione anteriore, posteriore, integrale e 4xe (quella usata dalle Jeep elettrificate). Questo insieme di piattaforme, EDM e pacchi batteria ad alta densità energetica - spiega il gruppo - darà origine a veicoli con prestazioni eccellenti in termini di efficienza, autonomia e ricarica.

Il software e le batterie: arriva lo stato solido.

Gli aggiornamenti della nuova generazione di vetture elettriche e di veicoli commerciali leggeri utilizzerà aggiornamenti online OTA (over-the-air) come avviene per gli smartphone. Una scelta che, a partire da Tesla stanno adottando tutti i costruttori.

Inoltre, l’interfaccia utente dei sistemi di bordo e di infotainment sarà personalizzata e concepita per preservare le caratteristiche tipiche di ogni brand: una Alfa Romeo deve restare tale, non può avere i comandi di un pick-up Ram. 

I pacchi batterie saranno configurati in modo differenziato per diverse tipologie di veicoli – dalle configurazioni più piccole per le city car fino ai pacchi ad alta densità energetica destinati ai veicoli commerciali e alle vetture ad alte prestazioni.

Per il 2024 è previsto l'impiego di due tipologie di batterie in risposta alle diverse esigenze dei clienti: un'opzione ad alta densità energetica e un'alternativa priva di nichel e cobalto.

A partire dal 2026 è invece prevista l'introduzione delle batterie allo stato solido che rappresentano il futuro dell’auto elettrica. Stellantis punta a joint venture per diverse tecnologie essenziali, che vanno dall'elettrificazione dei powertrain e delle trasmissioni alla chimica e alla produzione delle celle per batterie fino al cockpit digitale e ai servizi connessi personalizzati. Queste partnership dovrebbero dare Stellantis l'opportunità di sfruttare non solo le competenze interne, ma anche le specializzazioni dei partner per accelerare l'introduzione sul mercato di nuove tecnologie e soluzioni e ottimizzare, al contempo, l'allocazione del capitale per rafforzare ulteriormente la sua competitività sul mercato.

I costi delle batterie.

L'obiettivo di Stellantis è ridurre i costi dei pacchi batterie di oltre il 40% entro il 2024 e di un ulteriore 20% o più entro il 2030. Tutti gli aspetti del pacco batterie – secondo il gruppo - possono concorrere alla riduzione dei costi: l'ottimizzazione generale del pacco, la semplificazione del formato dei moduli, l'aumento delle dimensioni delle celle e i progressi nella chimica delle batterie. Il colosso dell'auto intende massimizzare il valore delle batterie nell'intero ciclo di vita attraverso la riparazione, la rigenerazione, il riutilizzo e il riciclo e creare un sistema sostenibile, che ponga al centro le esigenze dei clienti e le tematiche ambientali. 

Le reti di ricarica.

La strategia di Stellantis per promuovere la diffusione delle reti di ricarica parte dal Sud Europa con l’obiettivo di diffondere la rete anche in Nord Europa, per poi passare al Nord America e come ulteriore tappa al Sud America. Gli obiettivi per l’Europa sono al 2025 di avere oltre 1.500 location con circa 5mila punti di ricarica veloce e per il 2030 il target è di arrivare a 9mila punti con oltre 35mila punti di ricarica veloci.

Le sinergie.

La riduzione dei costi è una priorità per Stellantis, che punta a rendere il costo totale di proprietà degli EV equivalente a quello dei veicoli con motore a combustione interna entro il 2026.

Stellantis intende diventare leader di mercato nei veicoli a basse emissioni (LEV). Da qui al 2030, il mix di veicoli a basse emissioni (ibrido a vario titolo ed elettrici) di Stellantis è destinato a crescere stabilmente in Europa oltre il 70% - 10 punti percentuali in più rispetto alle attuali ipotesi del settore sul mix del mercato generale. Negli Stati Uniti, il mix LEV di Stellantis per autovetture e veicoli commerciali leggeri dovrebbe superare il 40% entro il 2030.

L'azienda riconferma l'impegno a espandere la sua leadership nei veicoli commerciali in Europa, a rafforzare la propria posizione in Nord America e a diventare leader mondiale nei veicoli commerciali elettrici. Facendo leva sulle conoscenze e sulle sinergie disponibili, nei prossimi tre anni il percorso di elettrificazione dei veicoli commerciali si estenderà a tutti i prodotti e a tutte le Regioni, anche con l'offerta di furgoni alimentati da celle a combustibile a idrogeno entro la fine del 2021.

La roadmap di Stellantis per l'elettrificazione abbraccia l'intera catena del valore. Con la sua strategia di approvvigionamento delle batterie per i veicoli elettrici, l'azienda prevede di assicurarsi oltre 130 gigawattora (GWh) di capacità entro il 2025 e oltre 260 GWh entro il 2030. Il fabbisogno di batterie e componenti per auto elettriche al 100%sarà soddisfatto grazie a un totale di cinque gigafactory in Europa e in Nord America, a cui si aggiungeranno altri contratti di fornitura e partnership a supporto della domanda totale.

IlSole24Ore

martedì 2 luglio 2013

Ecco la batteria che rimane in carica per 27 anni!

Stoccare e conservare l’energia elettrica è un problema che la scienza sta affrontando dai tempi della  rivoluzione industriale. Le batterie al litio degli ultimi anni hanno rappresentato un enorme passo avanti, perché ci permettono di utilizzare strumenti complessi come pcportatili o smartphone senza il bisogno di un cavo costantemente collegato alla rete.
Questo metallo, più leggero dell’acqua, permette anche il funzionamento delle batterie delle automobili elettriche, che in molti oramai vedono come il futuro della mobilità mondiale. Nel caso delle auto, il problema finora era stata la capacità di garantire un’autonomia sufficiente per molti km e la durata delle stesse batterie.
Gli scienziati del Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ossia il Centro per la ricerca sull’energia solare e l’idrogeno) del Baden-Württemberg in Germania hanno ovviato a quest’ultimo problema sviluppando dellebatterie a ioni di litio in grado di conservare la propria efficienze per ben 27 anni.
Gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che dopo 10.000 cicli di carica e scarica completa, l’equivalente medio di 27,4 anni di utilizzo, le batterie conservavano l’85% della capacità iniziale. Inoltre, la potenza di tali apparecchiature consentirebbe ad un veicolo maggiori prestazioni e tempi di ricarica più veloci.
L’unico problema è forse quello della scarsità del litio che è sì abbondante sulla crosta terrestre ma non nella forma utile all’industria elettronica. La metà dei giacimenti attuali sono poi situati nelle Ande boliviane, specialmente nel deserto di sale del Salar de Uyuni, ma il presidente Evo Morales non è più disposto a svendere le enormi risorse locali alle compagnie minerarie straniere.
Speriamo che la ricerca scientifica, la cui avanguardia è rappresentata dalla fisica quantistica, riesca ad ovviare ai problemi politici e di scarsità con soluzioni atte a garantire una più equa e abbondante distribuzione delle risorse.