L’energia pulita e sostenibile offre una risposta concreta alla crisi energetica attuale, ma occorre ben altro che fattorie solari o turbine eoliche per far sì che le energie rinnovabili possano apportare benefici alla società e all’ambiente. Il progresso in questo campo è legato alla natura intrinsecamente casuale e intermittente delle energie rinnovabili.
Accumulare elettricità in eccesso è fondamentale per creare un sistema di rete più flessibile e affidabile, o per affiancare i sistemi energetici indipendenti. Tuttavia, le attuali tecnologie per lo stoccaggio dell’energia non soddisfano il complesso insieme di requisiti tecnologici, ambientali ed economici fissati dalle industrie del settore rinnovabile.
Con la volontà di risolvere il problema dello stoccaggio di energie rinnovabili, il progetto europeo VR-Energy ha sviluppato una nuova versione di batterie di flusso redox al vanadio. Questa tecnologia flessibile e modulare può essere adattata perfettamente al fabbisogno energetico e di potenza degli impianti di energie rinnovabili. La batteria mantiene più dell’80% della sua efficienza anche quando è poco carica, e il 100% della capacità originale dopo infiniti cicli; inoltre, ha una lunga durata e richiede poca manutenzione.
Alla base della tecnologia VR-Energy c’è un design proprietario a “cella singola”, in cui ciascuna cella opera in modo indipendente. I parametri chiave di funzionamento di ogni cella (voltaggio, flusso elettrolitico, stato di carica e distribuzione di corrente) vengono monitorati e controllati elettronicamente. Insieme a tante altre innovazioni, questo design conferisce al sistema vantaggi esclusivi, tra cui completa personalizzazione, alta efficienza, lunga durata, funzionamento sicuro e piena compatibilità con le fonti energetiche rinnovabili.
Creare soluzioni di stoccaggio a ogni livello
L’energia rinnovabile ha vissuto due tendenze principali: una crescita molto rapida della capacità di produzione energetica installata e una drastica riduzione dei costi che non conosce sosta.
“Lo stoccaggio dell’energia è una tecnologia abilitante per quote alte di fonti rinnovabili variabili – osserva Luis Collantes, coordinatore del progetto VR-Energy – ma per continuare a essere fattibile deve restare al passo con queste tendenze. La flessibilità delle batterie di flusso redox al vanadio di nuova concezione può essere personalizzata per rispondere alle esigenze di impianti di energie rinnovabili quali i parchi solari ed eolici di vari livelli”.
A differenza delle batterie agli ioni di litio, le batterie redox al vanadio non mantengono un rapporto potenza/energia fisso, ovvero il rapporto tra la potenza che può entrare o uscire dalla batteria rispetto alla quantità di energia che può essere stoccata.
L’elettrolita viene stoccato in due vasche separate collegate a un reattore, dove gli elettroni possono essere scambiati. Il voltaggio è controllato dagli elettrodi delle celle, e la capacità totale della batteria è determinata dalla dimensione delle vasche. Aggiungendo ulteriori celle elettrochimiche e aumentando la quantità di soluzione elettrolitica, è possibile incrementare rispettivamente la capacità energetica e di stoccaggio della batteria di flusso redox al vanadio.
Il costo ridotto potrebbe accelerare la commercializzazione
“Lo stoccaggio dell’energia è un settore emergente in costante sviluppo – chiarisce Collantes – che sta dando nuova forma al mercato delle energie rinnovabili. Considerando che le economie di scala e le curve di apprendimento avranno un grande impatto sui settori delle energie rinnovabili, siamo consapevoli che la base stessa della nostra tecnologia deve essere più competitiva in termini di costi per poter essere sostenibile. La riduzione dei costi su tutta la linea si otterrà mediante un mix di soluzioni per modelli aziendali e livelli più elevati di conformità industriale”.
Affinché sia possibile commercializzare lo stoccaggio dell’energia su larga scala, i
prezzi devono scendere drasticamente dall’attuale fascia di 500-1.200 euro/kWh a meno di 100 euro/kWh nei prossimi 5 anni.