SISTEMA DI ACCUMULO ENERGETICO OTTIMIZZATO E RELATIVO METODO

L’idea è quella di un sistema in cui un gas compresso è immagazzinato a pressioni elevate in serbatoi in grado di sopportarlo, utilizzando una pompa idraulica ad alta efficienza invece che i compressori a basso rendimento solitamente usati nei sistemi di accumulo. Il sistema, come mostrato in Figura. 1, viene caricato pompando acqua all’interno del serbatoio riducendo così il volume a disposizione del gas. Di conseguenza la temperatura e la pressione del gas aumentano. Figure 1 Schema del sistema di stoccaggio di energia Dopo la compressione ci sarà un periodo di pausa nel quale si stabilizzeranno tutti i parametri. Successivamente, quando compare la richiesta di energia elettrica, l’acqua ad alta pressione viene rilasciata in una turbina Pelton accoppiata ad un generatore elettrico ad alta efficienza, producendo così elettricità. Durante quest’ultimo processo, ovvero la fase di scarica, il volume del gas espande e di conseguenza diminuisce la pressione. La pompa utilizzata per pressurizzare la tanica è di tipo “PD” (ovvero positive displacement). Questa tipologia, appositamente studiata, permette di sfruttare pompe in particolari applicazioni, dove sono richieste basse portate e pressioni fino ai 200-300 bar. L’efficienza delle macchine idrauliche in questione può raggiungere un valore del 90% ed esse sono commercialmente disponibili su vasta scala (1-500 kW). Per quanto riguarda il serbatoio o tanica contenente gas, in commercio sono disponibili modelli resistenti ad alte pressioni (oltre 300 bar) in un range di volume compreso tra i 10 e i 1000 litri. L’idea innovativa è quella di posizionare uno scambiatore termico tutto intorno al serbatoio di accumulo. Tale scambiatore viene installato per recuperare parte del calore proveniente dal processo di carica che sennò andrebbe disperso nell’ambiente. Tale calore, poi, verrà utilizzato per scaldare una massa d’acqua, più o meno grande a seconda della portata d’acqua inserita nella camicia dello scambiatore, che può essere utilizzata in vari modi a seconda delle necessità. Con questa configurazione il sistema di accumulo energetico tramite aria compressa lo si deve vedere come integrato un sistema impiantistico più ampio, entrando quindi nella logica per cui un accumulo è il componente fondamentale di un sistema poligenerativo, nei quali si innalza il rendimento complessivo del sistema collegando l’accumulo ad altri processi per sfruttare magari il suo calore durante la compressione, le basse temperature durante l’espansione o entrambe le cose.