ENEA sta testando un nuovo sistema compatto in grado di immagazzinare energia termica ed elettrica sfruttando materiali economici e facilmente reperibili. L’innovazione punta a rendere l’energia prodotta da fonti rinnovabili più flessibile e disponibile, con applicazioni che vanno dallo stoccaggio di surplus elettrico alla fornitura di calore industriale fino al riscaldamento residenziale e teleriscaldamento.
Prototipo elettro-termico: struttura e funzionamento
Al centro di uno studio pubblicato sulla rivista Energies, il sistema sviluppato da ENEA è un prototipo di accumulo elettro-termico, “un sistema ibrido che può essere alimentato sia da energia elettrica, come quella prodotta in eccesso da eolico e fotovoltaico, sia da calore generato da tecnologie energetiche rinnovabili e/o recuperato dai processi industriali, ed è in grado di stoccare energia termica a una temperatura fino a 350-400 °C”, spiega uno degli autori dello studio, Raffale Liberatore, ricercatore del laboratorio ENEA Energia e accumulo termico, afferente al Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili.
Il nucleo del prototipo è un blocco di calcestruzzo innovativo arricchito con fibre metalliche e polimeriche ricavate da scarti industriali e con sali solari, il cui obiettivo è aumentare la densità energetica immagazzinata. Un tubo in acciaio inox interno funge da resistenza elettrica: attraversato da corrente, genera calore rapidamente tramite effetto Joule, come avviene nelle stufe elettriche.
I test hanno evidenziato che il riscaldamento elettrico “nell’attuale configurazione del dispositivo, è più rapido del riscaldamento termico; inoltre, prove cicliche di carica e scarica ne hanno mostrato la perfetta replicabilità”, aggiunge Liberatore.
Attualmente il modulo sperimentale ha dimensioni ridotte (1,4 metri di lunghezza e 0,12 metri di diametro), ma il design consente di realizzare moduli scalabili, con capacità superiori. La ricerca ha privilegiato materiali non tossici, a basso costo e ampiamente disponibili, puntando su soluzioni flessibili e facilmente integrabili in impianti esistenti.
Applicazioni industriali e prospettive future
Il prototipo è stato installato sull’impianto sperimentale ENEA ATES, dove un circuito di olio speciale raggiunge temperature fino a 350 °C e permette di condurre cicli di carica e scarica analoghi a quelli industriali. L’impianto è dotato di valvole elettriche che modulano la circolazione dell’olio, ottimizzando così le fasi di accumulo e rilascio del calore.
Le prossime fasi di sviluppo riguarderanno moduli di maggiori dimensioni, con l’obiettivo di migliorare le prestazioni riducendo le perdite termiche e valutando con precisione i costi di produzione.
Secondo la coautrice dello studio Michela Lanchi, responsabile del Laboratorio ENEA Energia e accumulo termico, “i sistemi di accumulo termico a medio-alte temperature (100-550°C) sviluppati da ENEA consentono di disaccoppiare la produzione di calore/elettricità dalla disponibilità della risorsa solare, facendo uso di materiali non strategici. Questi sistemi di accumulo possono fungere da veri e propri hub energetici, capaci di stoccare energia termica ed elettrica generata da diverse fonti rinnovabili e di renderla disponibile on-demand, contribuendo alla stabilità alla rete”.
