Link alla notizia: https://www.hwupgrade.it/news/scienza-tecnologia/batteria-a-sabbia-una-nuova-soluzione-contro-il-cambiamento-climatico_108397.html

Un nuovo tipo di batteria utilizzato in Finlandia sta esplorando il potenziale della sabbia come mezzo di accumulo di energia. Ecco il progetto di Polar Night Energy che ha aperto i battenti a poche ore da Helsinki.

Click sul link per visualizzare la notizia.

allelujia!

avevo letto di qualcosa di simile proposto da una piccola realta` italiana alla fine degli ani 90 (ovviamente fallita, destino comune a chi e` troppo avanti)

Non é possibile usare quel calore per mettere in moto delle piccole turbine e riottenere energia elettrica quando serve?

troppo poco efficiente?

Non é possibile usare quel calore per mettere in moto delle piccole turbine e riottenere energia elettrica quando serve?

troppo poco efficiente?

probabilmente si, tieni presente che ogni volta che effettui un passaggio la tua energia potenziale si riduce. già passando da energia elettrica a calore ci sarà stata una bella perdita, se poi ritorni ad energia elettrica ne perderai di nuovo molta.

oltre a questo per avere una buona efficienza nella produzione termoelettrica mediante turbine si punta sempre ad avere la maggiore temperatura possibile del fluido.

non so quanto calore perda per dispersione la sabbia, ma se ci fai passare all'interno l'acqua per ottenere del calore finirai per raffreddarla piuttosto velocemente.

tanto vale usare direttamente il solare termico.

Non é possibile usare quel calore per mettere in moto delle piccole turbine e riottenere energia elettrica quando serve?

troppo poco efficiente?

Basterebbe mettere dei tubi interni alla sabbia o usare una piattaforma di dissipazione collegata a tali tubi di acqua che si riscaldano e generano vapore per la turbina.
Le temperature per generare vapore, le conosci, quindi qualsiasi cosa che porti l'acqua sopra i 100° è sufficente, ovviamente più grande è la turbina, più velocemente devi scaldare l'acqua.

Il problema è che se la usi "perché tanto non ti serve il calore" è un discorso, se invece lo devi dissipare per produrre energia elettrica a svantaggio di usare il gas per scaldare la casa, non so se ti conviene.

ma..."ampio 4 metri"(immagino 2x2 per praticita) di base x 7 di altezza sono 28 metri cubi,come ce le fanno stare "centinaia di tonnellate di sabbia"?

Un impianto simile sulle citta costiere italiane.
Palermo, Napoli, reggio cal, Taranto, La Spezia, Venezia ecc ecc.

In inverno il consumo di gas è quattro volte più alto che in estate per via del riscaldamento.

Palermo, impianto solare, condominio con 7cm di cappotto in fibra li legno e doppi vetri termici, riscaldamento a pavimento. Niente di trascendentale. Un quartiere servito da una soluzione simile avrebbe bisogno di gas?
Un impianto FV sul tetto di ogni palazzo. Avrebbero bisogno di gas?

A parte che in sud italia basterebbero delle PDC con impianto a pavimento. Anche d'inverno hai sole e non nevica mai sulla costa (sei sempre sopra lo zero).

Ma ripeto avremmo bisogno di gas? SI, penso di si ma quanto? il 20% in meno, il 30% in meno? il 40% in meno?

Perchè non è stato pensato in zona climatica B, C, D (buonissima parte delle coste italiane) e lo pensano in finlandia che credo siano ben oltre zona F?

Fossimo pieni di petrolio/gas uno direbbe ma che ce frega a noi siamo la Norvegia, invece no produciamo il 7% del peytolio che ci serve e circa il 4,4% di gas (aumentabile però).

ma..."ampio 4 metri"(immagino 2x2 per praticita) di base x 7 di altezza sono 28 metri cubi,come ce le fanno stare "centinaia di tonnellate di sabbia"?

Come si vede dalla foto, è cilindrico: il calcolo quindi è 4 * 3,14 * 7, che fa circa 88 m³. Considerando una densità di 1.600 kg/m³ della sabbia, che è un valore relativamente basso, otteniamo 140.672 kg, ovvero poco più di 140 tonnellate. Se usiamo una densità di 2.000 kg/m³, arriviamo a 175.840 kg. "Centinaia di tonnellate" non è dunque così improbabile, per quanto impreciso.

Link alla notizia: https://www.hwupgrade.it/news/scienza-tecnologia/batteria-a-sabbia-una-nuova-soluzione-contro-il-cambiamento-climatico_108397.html

Un nuovo tipo di batteria utilizzato in Finlandia sta esplorando il potenziale della sabbia come mezzo di accumulo di energia. Ecco il progetto di Polar Night Energy che ha aperto i battenti a poche ore da Helsinki.
Interessante :)

....ma l'area del cerchio non si ricava da: pi greco * r al quadrato?? quindi sarebbe 16 * 3,14 * 7 cioè circa 351 mcubi...

Il diametro è 4, il raggio 2

ma..."ampio 4 metri"(immagino 2x2 per praticita) di base x 7 di altezza sono 28 metri cubi,come ce le fanno stare "centinaia di tonnellate di sabbia"?

Partiamo col dire che quello sembra più un 4x4 (guarda le persone)

Come si vede dalla foto, è cilindrico: il calcolo quindi è 4 * 3,14 * 7, che fa circa 88 m³[...]

Che se prendi le misure di mtk sarebbe 1*3,14*7 (raggio non diametro)

....ma l'area del cerchio non si ricava da: pi greco * r al quadrato?? quindi sarebbe 16 * 3,14 * 7 cioè circa 351 mcubi...[...]

You win

Edit: siamo tornati al diametro

p.s. disegno cerchi giornalmente col cad, ma le formule me le devo riguardare ogni volta :D

...giustissimo

Sorry ho editato

In pratica è giusto l'88 mc

Occorre anche dire che l'energia elettrica è una fonte "nobile" di energia, quindi trasformarla in calore mediante una resistenza elettrica è veramente uno spreco.

Un modo semplice per trasformare l'energia elettrica in calore sono i boiler elettrici o le stufette elettriche che come tutti sanno sono un vero spreco.

Quindi occorre dire che al costo attuale dell'energia elettrica derivante dai pannelli solari (cui molti commentatori si riferiscono) occorre sommare il costo per kWh dovuto all'impianto di accumulo e se in teleriscaldamento, il costo e la manutenzione dell'impianto di teleriscaldamento.

Inoltre a questi costi andrebbe aggiunto il costo dovuto ai pannelli fatti non con il carbone e il petrolio come adesso (pannelli fv fatti in Cina) ma i pannelli fatti con l'energia elettrica fatta da altri pannelli fv, che è ben superiore come costo.

Occorre anche dire che l'energia elettrica è una fonte "nobile" di energia, quindi trasformarla in calore mediante una resistenza elettrica è veramente uno spreco.

Un modo semplice per trasformare l'energia elettrica in calore sono i boiler elettrici o le stufette elettriche che come tutti sanno sono un vero spreco.

concordo

quando peraltro con le centrali solari termiche avresti sali fusi ad alta temperatura che sarebbero l'ideale per riscaldare sabbia / altro con un'efficienza complessiva molto più elevata

detto questo la cosa positiva è che il principio dell'accumulo termico può funzionare, è solo poco intelligente se in entrata c'è elettricità

il punto è anche che non è ottimale costruire solamente impianti solari o eolici che producono elettricità, sarebbe da diversificare (in proporzione secondo esigenze, ovviamente), sia elettricità che termico. Soprattutto se il termico lo puoi accumulare così semplicemente

Occorre anche dire che l'energia elettrica è una fonte "nobile" di energia, quindi trasformarla in calore mediante una resistenza elettrica è veramente uno spreco.

Un modo semplice per trasformare l'energia elettrica in calore sono i boiler elettrici o le stufette elettriche che come tutti sanno sono un vero spreco.

Quindi occorre dire che al costo attuale dell'energia elettrica derivante dai pannelli solari (cui molti commentatori si riferiscono) occorre sommare il costo per kWh dovuto all'impianto di accumulo e se in teleriscaldamento, il costo e la manutenzione dell'impianto di teleriscaldamento.

Inoltre a questi costi andrebbe aggiunto il costo dovuto ai pannelli fatti non con il carbone e il petrolio come adesso (pannelli fv fatti in Cina) ma i pannelli fatti con l'energia elettrica fatta da altri pannelli fv, che è ben superiore come costo.


occorre dire che quello che dici e` vero ma non c`entra niente. questa e` la (una) risposta al problema "dove mettiamo l energia in eccesso prodotta dalle rinnovabili quando vanno al 100 (e non ci serve) per poterla utilizzare quando vanno al 10 (e ci servirebbe)?"

fine.

Vorrei capire meglio se sta cosa è gestibile ed implementabile pure su PICCOLA SCALA, cioè a livello di residenza singola o palazzina.

Se potessi realizzare in un nuovo edificio, magari SOTTO il piano box un super accumulo di energia termica come questo sarebbe uno spettacolo!

D'estate potrebbe sicaldarsi moltissimo solo con la potenza prodotta da un buon numero di pannelli solari termici senza necessarimante scomodare il riscaldamento tramite fotovoltaico e resistenza e poi potrebbe far campare gratis lo stabile se non per tutto l'inverno magari per buona parte..

non avevo nemmeno visto la foto....beh ma ampio 4 metri significa che la superficie e' gia 4 metri quadrati,altrimenti avrebbero scritto con superficie di 4 metri di raggio essendo tondo...pero le proporzioni porterebbero anche me a dire 4 metri circa di diametro,88 metri cubi con sabbiaccia "La sabbia usata, di bassa qualità" come dicono nell articolo,1500 kg/m cubo quindi circa 132 tonnellate

....ma l'area del cerchio non si ricava da: pi greco * r al quadrato?? quindi sarebbe 16 * 3,14 * 7 cioè circa 351 mcubi...

L'area del cerchio si calcola con pi greco * r². In questo caso il raggio è di 2 m, il che significa che elevarlo al quadrato è esattamente identico a prendere il diametro, ovvero 4 :)

Che se prendi le misure di mtk sarebbe 1*3,14*7 (raggio non diametro)

Al massimo 2*3,14*7, ma manca un pezzo come hai già detto :)

non avevo nemmeno visto la foto....beh ma ampio 4 metri significa che la superficie e' gia 4 metri quadrati,altrimenti avrebbero scritto con superficie di 4 metri di raggio essendo tondo...pero le proporzioni porterebbero anche me a dire 4 metri circa di diametro,88 metri cubi con sabbiaccia "La sabbia usata, di bassa qualità" come dicono nell articolo,1500 kg/m cubo quindi circa 132 tonnellate

Nel pezzo originale viene così riportato: "The actual heat storage is about 4 meters wide and 7 meters high steel container that has an automated heat storage system and a hundred tons of sand inside." Quindi no, si parla proprio di diametro di 4 metri (e di un centinaio di tonnellate di sabbia, che è compatibile con i calcoli che abbiamo svolto).

già passando da energia elettrica a calore ci sarà stata una bella perdita

No, la conversione in calore è l'unica che non comporta perdite. Quando si fanno altri tipi di conversione fra forme differenti di energia una parte inevitabilmente si "degrada" in calore (per il secondo principio della termodinamica); quando invece il calore è la forma di energia desiderata è facile ottenere la corversione (degradazione) al 100%.
In questo senso una stufetta elettrica ha una efficienza di conversione del 100%, ma ovviamente questo non dice nulla delle perdite per la produzione all'origine dell'energia elettrica e per il suo trasporto dai generatori fino alla stufetta stessa.

Occorre anche dire che l'energia elettrica è una fonte "nobile" di energia, quindi trasformarla in calore mediante una resistenza elettrica è veramente uno spreco.

Vera la prima parte, non sempre la seconda. Un sistema del genere serve a immagazzinare l'energia in eccesso durante i periodi di picco di produzione, energia che altrimenti sarebbe sprecata. Per assorbire i picchi con ciclo giornaliero ha più senso usare pacchi di batterie, ma per l'accumulo dell'eccesso stagionale in certi casi è più sensato un sistema termico perché è molto più semplice, economico e anche più durevole. In un paese freddo dove in inverno devi comunque riscaldare parecchio e hai scarsa produzione dal fotovoltaico ha il suo perché. Ovviamente se ancora non hai un eccesso di produzione non serve alcun sistema di accumulo.

Perché sabbia anziché acqua? Il calore specifico della sabbia è solo il 20% di quello dell'acqua, ma la sua densità è superiore del 50%, perciò la densità energetica per unità di volume e per grado è circa il 30%. L'acqua però non si può tenere oltre i 100 gradi, qualcosa meno salvo pressurizzare, quindi già a 300 gradi la sabbia permette una densità energetica simile a quella dell'acqua, a 600 doppia e a 1000 gradi arriva a circa il triplo. Inoltre nella sabbia la migrazione del calore per convezione è certamente molto più limitata che nell'acqua, a vantaggio della facilità di controllo delle dispersioni in ambiente.

Non é possibile usare quel calore per mettere in moto delle piccole turbine e riottenere energia elettrica quando serve?
In effetti nessuno vieta di usare la sabbia come accumulo negli impianti solari termodinamici, al posto dei sali fusi, particolarmente nei deserti dove la materia prima certo non manca. In questo caso il processo è l'opposto: trasformazione di calore in energia elettrica.
Roba che si studia ormai da parecchi anni mi pare:
https://www.rinnovabili.it/energia/termodinamico/solare-termodinamico-sabbia-del-deserto-666/

Il senso nel riutilizzarlo ai fini elettrici voleva essere un alternativa al powerwall e senza la pericolosità di una batteria a volano, la sabbia in quel modo durerebbe molto di più delle batterie al litio

Il senso nel riutilizzarlo ai fini elettrici voleva essere un alternativa al powerwall e senza la pericolosità di una batteria a volano, la sabbia in quel modo durerebbe molto di più delle batterie al litio
Temo che un impianto termodinamico domestico, o comunque su piccola scala, sarebbe antieconomico da ogni punto di vista.

per il domestico basta e avanza la geotermia.


"batteria a sabbia" però non si può sentire.... :muro:

1 metro cubo di gas ha circa 10 kWh di energia termica che si può trasformare quasi tutto in riscaldamento per una casa. Quanto costa? Alla borsa di Amsterdam circa 150 euro al MWH quindi 0.15 centesimi al kWh termici. Fuori dall'attuale crisi qualche centesimo.

1 kWh elettrico costa invece attualmente 0.45 euro e per i piccoli impianti fv è probabile che quello sia il costo per ammortizzare l'impianto in un tempo umano.

Un impianto fv da 3kW di picco costa intorno ai 6000 euro e dura circa 25 anni. Nel nord Italia con 1100 ore equivalenti sono 3300 kWh all'anno che per 25 anni sono 82.5 mWh. Il costo è perciò di 7 centesimi al kWh. Se ci aggiungiamo il costo dell'impianto di stoccaggio dell'energia termica e le perdite termiche dello stoccaggio quanto ci costa? 10-14 centesimi al kWh?

Una casa in classe B-C da 50 kWh per m² all'anno da 100 m² consumerà quindi 500-700 euro all'anno di riscaldamento con il fotovoltaico e l'accumulo a sabbia (10-14€cent/kWh).

Invece con il gas si spende qualche cosa in più ma fuori dalla crisi molto ma molto meno.

Con il fv si è autonomi e questo è una garanzia in caso di crisi. Occorre comunque tirare fuori 6000 euro per il fv più il costo dell'accumulatore: forse 10-15 mila euro? e ho considerato tempi di ammortizzamento del capitale investito enormi (25 anni).

L'idea mi sembra veramente figa, ma vorrei fare un attimo i conti per calcolare l'effettiva resa energetica. In pratica si sta convertendo energia elettrica in energia termica e viceversa, e le "macchine termiche" hanno notoriamente un'efficienza molto piu' bassa di quelle elettriche. Bisognerebbe vedere quanta dell'energia accumulata andrebbe effettivamente sprecata.

1 metro cubo di gas ha circa 10 kWh di energia termica che si può trasformare quasi tutto in riscaldamento per una casa. Quanto costa? Alla borsa di Amsterdam circa 150 euro al MWH quindi 0.15 centesimi al kWh termici. Fuori dall'attuale crisi qualche centesimo.

1 kWh elettrico costa invece attualmente 0.45 euro e per i piccoli impianti fv è probabile che quello sia il costo per ammortizzare l'impianto in un tempo umano.

Un impianto fv da 3kW di picco costa intorno ai 6000 euro e dura circa 25 anni. Nel nord Italia con 1100 ore equivalenti sono 3300 kWh all'anno che per 25 anni sono 82.5 mWh. Il costo è perciò di 7 centesimi al kWh. Se ci aggiungiamo il costo dell'impianto di stoccaggio dell'energia termica e le perdite termiche dello stoccaggio quanto ci costa? 10-14 centesimi al kWh?

Una casa in classe B-C da 50 kWh per m² all'anno da 100 m² consumerà quindi 500-700 euro all'anno di riscaldamento con il fotovoltaico e l'accumulo a sabbia (10-14€cent/kWh).

Invece con il gas si spende qualche cosa in più ma fuori dalla crisi molto ma molto meno.

Con il fv si è autonomi e questo è una garanzia in caso di crisi. Occorre comunque tirare fuori 6000 euro per il fv più il costo dell'accumulatore: forse 10-15 mila euro? e ho considerato tempi di ammortizzamento del capitale investito enormi (25 anni).

Invece come soluzione mista di stoccaggio per una centrale elettrica solare?
Parlo di mista perché una centrale così fatta potrebbe usare la parte termica per il teleriscaldamento e una parte di riconversione ove necessario.

già il fatto che si dica che riesce ad avere un'efficienza del 99% è una fesseria..
la sabbia deve restituire il calore che ha assorbito tramite uno scambiatore e nessun scambiatore ha un efficienza del 99%.. tolte poi le perdite verso l'esterno.. c'è scritto che puo' tenere il calore per mesi ? suvvia.. a 500 gradi non disperde calore verso l'esterno per qualche magia ?
è sicuramente una buona cosa vendo energia termica in eccedenza ma questo non lo rende un sistema senza perdite.. è ottimo perchè la sabbia costa meno del sale e se l'energia che ci metti dentro è gratis anche se ci sono perdite non ti importa ma è inutile se devi trasformare di nuovo l'energia immagazzinata in energia elettrica tanto che viene usato per una rete di teleriscaldamento dove 8 MWh sono poca cosa.

poi scusate.. i CAMINI ELETTRICI ?.. chi ha tradotto il testo originale ha una vaga idea di quello che scrive ??? CAMINI ELETTRICI ?.. :-|

capisco i problemi italiani..

Invece come soluzione mista di stoccaggio per una centrale elettrica solare?
Parlo di mista perché una centrale così fatta potrebbe usare la parte termica per il teleriscaldamento e una parte di riconversione ove necessario.

Non sono un esperto ma cerco di orientarmi con le poche conoscenze che ho per capire se una cosa è fattibile e quanto è fattibile in termini numerici.

Occorre dire che la massima efficienza di una macchina di Carnot è pari a:

https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4d015ee1190dcf5c5c42657edb83c1ef450ed15d

T2 è la temperatura assoluta del serbatoio più freddo, e
T1 è la temperatura del serbatoio più caldo.

La macchina di Carnot è un motore ideale per estrarre energia elettrica (meccanica) da due fonti termiche a temperature diverse.

Quindi se la sabbia è a 1000 gradi e la TA (temperatura ambiente) è di 20 gradi allora:

ŋ =1-(20+273)/(1000+273) = 0.77 (77%)

ŋ =1-(20+273)/(500+273) = 0.62

ŋ =1-(20+273)/(100+273) = 0.21

Queste sono efficienze ideali, dove quelle reali sono una parte di quelle ideali. Comunque si nota che all'inizio si spreca solo il 23% del calore, poi la temperatura del serbatoio diminuisce perché abbiamo prelevato calore e lo spreco aumenta. Si porta al 38% ideale quando abbiamo prelevato il 50% dell'energia termica della sabbia e al 79% di perdite verso la fine del serbatoio termico.

Senza andare sugli integrali basta un occhio per vedere che prelevare energia elettrica da un serbatoio di calore che immagazzina energia termica tramite la capacità termica di una sostanza ha una efficienza piuttosto bassa in linea teorica. In linea pratica l'efficienza è molto più bassa.

Basti dire che un motore diesel dove lo scoppio del combustibile+aria (comburente) raggiungerà forse i 1000-2000 gradi, ha una efficienza di meno del 50% mentre in linea terorica si dovrebbe raggiungere valori molto più alti (0.8-0.9).

Valutando a spanne secondo me il prelievo da una fonte termica di energia elettrica di questo tipo (1000 gradi centigradi) avrà efficienza complessiva di 0.2-0.4, vuol dire che si butta via molto più della metà del calore. Però non ho fatto nessun calcolo.

Ma scusate: perché insistete nel voler calcolare le perdite del ritorno in elettrico, quando nell’articolo si parla di teleriscaldamento?

Questo è solo un modo intelligente per accumulare calore per restituirlo quando necessario.
Sono accumulatori di calore, non di energia elettrica e tantomeno accumulano con lo scopo di generarla.

Mi sembra meno dispersiva della pratica con cui negli impianti idroelettrici, utilizzavano l’energia prodotta in eccesso per ripompare l’acqua a monte, per utilizzarla poi nei momenti di maggiore richiesta. Non ho idea se oggi lo facciano ancora.

Comunque come diceva qualcuno, creando locali appositi sui condomini di nuova costruzione, magari in un piano interrato aggiuntivo, di quei serbatoi se ne potrebbero mettere parecchi.
E coi pannelli fotovoltaici sul tetto potresti accumulare energia per tutto l’inverno.

Mi sembra anche una soluzione piuttosto ecologica, di sicuro migliore degli accumulatori di energia elettrica.

Mi sembra meno dispersiva della pratica con cui negli impianti idroelettrici, utilizzavano l’energia prodotta in eccesso per ripompare l’acqua a monte, per utilizzarla poi nei momenti di maggiore richiesta. Non ho idea se oggi lo facciano ancora.

Si lo fanno ancora, ma non è una cosa stupida.
Nella realtà di una rete di distribuzione elettrica complessa fatta di tante centrali connesse tra loro è normale che ad un certo punto possa esserci un surplus da smaltire.. ed una centrale idroelettrica può smaltire l'eccesso facendo da accumulatore senza costi aggiuntivi.

Comunque come diceva qualcuno, creando locali appositi sui condomini di nuova costruzione, magari in un piano interrato aggiuntivo, di quei serbatoi se ne potrebbero mettere parecchi.
E coi pannelli fotovoltaici sul tetto potresti accumulare energia per tutto l’inverno.

Mi sembra anche una soluzione piuttosto ecologica, di sicuro migliore degli accumulatori di energia elettrica.

Ero io.. ma ci sono tante cose da chiarire, non so se nel concreto è una cosa realizzabile o conveniente.

probabilmente si, tieni presente che ogni volta che effettui un passaggio la tua energia potenziale si riduce. già passando da energia elettrica a calore ci sarà stata una bella perdita, se poi ritorni ad energia elettrica ne perderai di nuovo molta.

Di solito le perdite di conversione si hanno appunto per calore che viene disperso.
Il riscaldamento elettrico è una cosa che ha un rendimento prossimo al 100% (1kW di corrente consumata generano 1kW di potenza termica generata).
Ora possiamo anche supporre che una piccola parte del calore non finisca per scaldare la sabbia (ma vada a scaldare altro, aria, contenitore metallico, ...ecc) ma non si dovrebbe parlare di "una bella perdita", ma al più di "una minima perdita".
Infatti loro parlando di rendimento fino al 99% dell'intero processo (da corrente a calore sabbia e da calore sabbia a calore aria), poi se vero boh.

La riconversione da calore sabbia a corrente elettrica (turbina) invece avrebbe (come dici anche tu) discrete perdite (probabilmente minimo dal 10%, caso ideale, a salire).