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Energy storage e fotovoltaico, un sistema a gravità per uso domestico

Un nuovo studio mira a estendere l’uso della gravità, finora usato soprattutto nei grandi impianti di pompaggio idroelettrico, anche a impianti di piccole dimensioni.

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Una nuova configurazione per un sistema di accumulo basato sull’energia fotovoltaica e la forza di gravità, applicabile anche in ambito residenziale, per produrre quella che viene definita “gravitricità“.

È quanto propone un recente studio su un’idea innovativa di cui si parla ormai da anni e che avevamo trattato anche in un precedente articolo.

Il modello studiato dai ricercatori della De Montfort University, a Leicester, in Gran Bretagna, e della Ahmadu Bello University, a Zaria, in Nigeria, ha utilizzato una forza di gravità generata da un’altezza costante e una massa variabile.

L’efficienza del modello ha raggiunto il 62%, “tuttavia, questa può essere enormemente migliorata se i parametri di progettazione vengono modificati prendendo in considerazione alcuni fattori chiave evidenziati nelle limitazione di questa ricerca”, si legge nello studio, pubblicato sull’International Journal of Energy and Environmental Engineering e consultabile dal link in fondo a questo articolo.

Questo sistema alternativo di accumulo a gravità è molto semplice, e tutti i suoi componenti sarebbero facilmente disponibili sul mercato.

“La differenza fondamentale tra questo sistema alternativo di stoccaggio a gravità e altre tecniche di accumulo a gravità attualmente in letteratura è che tale concetto può essere applicato sia per l’utilizzo domestico che su scala commerciale a seconda della domanda di elettricità”, si legge nelle conclusioni della ricerca.

Come funziona

Il sistema completo (si vedano gli schemi) è composto da moduli fotovoltaici fissati sul tetto di un edificio. Cavi elettrici di notevole lunghezza e diametro sono utilizzati per collegare i moduli a un regolatore di carica aumentato con un sistema Arduino, che ha il compito di regolare i cicli di carica e scarica, un motoriduttore elettrico e il “peso morto”, cioè la massa che sta in standby.

La batteria a ciclo profondo viene così caricata, ed è collegata a un inverter che a sua volta veicola l’energia ai carichi AC dell’edificio.

Il suddetto motoriduttore è montato su una fondazione collegata al mandrino di un solenoide che fa un movimento alternato trasversale avanti e indietro per inserire l’albero del motoriduttore in un albero cavo, collegato a una puleggia intermedia, quando il solenoide è sollecitato o de-sollecitato.

La puleggia collegata all’albero ha due scanalature. Una serve ad avvolgere la corda che porta il peso morto che cade per gravità quando il solenoide ritira il motoriduttore dall’albero della puleggia, mentre l’altra è collegata a una dinamo tramite una cinghia piatta.

Poi, la dinamo è collegata a sua volta alla batteria tramite cavi di sezione considerevole per evitare le perdite che possono sorgere a causa della lunghezza e della resistività dei cavi utilizzati.

L’utilizzo della gravità per immagazzinare energia di qualsiasi forma è un’idea ancora in fase nascente in molte delle sue possibili declinazioni.

La gravità e lo storage

Lo stoccaggio con pompaggio idroelettrico rimane la forma di stoccaggio basata sulla gravità più matura e sfruttata nel mondo.

Esiste anche un tipo di immagazzinamento che amplifica il concetto di gravità attraverso l’aria compressa, usata per aumentare la pressione dell’acqua nei sistemi che sfruttano la gravità. Un’alta pressione atmosferica, infatti, equivale a un aumento del dislivello dell’idroelettrico pompato. Per esempio, aggiungere 2 mpa alla pressione atmosferica equivale a sollevare l’acqua di 200 metri. In questo modo, parte dell’energia è immagazzinata nell’aria compressa e rilasciata durante il ciclo di scarica.

Ma entrambi questi sistemi sono applicabili solamente su larga scala, in impianti di grosse dimensioni.

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