Progettare lo stoccaggio di energia
Uno dei problemi principali con le energie rinnovabili (ma in verità anche con tutte le forme di energia) deriva dal fatto che la produzione di energia non può essere resa costante; il sole e il vento sono infatti variabili incontrollabili, così come, dall’altro lato della catena di fornitura, non è costante nel tempo la richiesta di energia da parte delle utenze civili e industriali (con picchi e periodi di bassa richiesta).
Per questo, in tutto il mondo, gli specialisti del settore della generazione energetica si affannano a trovare soluzioni per lo stoccaggio temporaneo; l’idea è quella di immagazzinare energia quando ce ne sia un surplus per poi restituirla alla rete nei momenti di picco delle richieste energetiche.
Le soluzioni sono molteplici, dalle batterie di accumulo basate sui più diversi materiali, fino alle tecnologie che sfruttano l’energia potenziale di masse fluide (o come vedremo solide).
La questione fino ad ora era rimasta comunque confinata all’interno delle compagnie elettriche e della filiera dei loro fornitori, ora, però, si è aperto un nuovo, interessante, campo di collaborazione multidisciplinare tra architettura e, in particolare, soluzioni di accumulo di energia.
Lo Studio SOM (Skidrow, Owings & Merril) ha iniziato la collaborazione con Energy Vault di Losanna per immaginare una serie di concept architettonici per lo sviluppo di strutture dedicate all’accumulo di energia.
Sono quattro le declinazioni che SOM e Energy Voult hanno immaginato: due soluzioni prevedono integrano i sistemi di stoccaggio energia in edifici alti, gli altri due prediligono la loro integrazione nel territorio.
Chiamati EVu, EVc, EVy ed EV0, ciascuno dei quattro schemi fa uso di sistemi di accumulo di energia per gravità (GESS), che sostanzialmente utilizzano la forza di gravità per generare elettricità sollevando e poi lasciando cadere un peso.
Sia EVu, che è un progetto a torre, sia EVy, che è incorporato in un paesaggio naturale, utilizzano pesi solidi, mentre le altre dur soluzioniEVc (a torre) ed EVo (di nuovo con integrazione nel territorio) utilizzano energia idroelettrica.
“Se integrati in edifici alti, questi sistemi possono dare un forte contributo alla sostenibilità, accelerare il recupero delle emissioni di carbonio nella costruzione dell'edificio e ridurre il costo medio del consumo energetico”, ha dichiarato SOM.
Uno dei rendering messi a disposizione da SOM per il sistema EVu mostra una struttura alta e slanciata che sovrasta un paesaggio urbano. SOM ha progettato con Energy Vault un sistema di accumulo basato su grandi elementi che si muovono verso l'alto tramite un sistema di pulegge durante le esigenze di bassa energia e si abbassano quando c'è più richiesta dalla rete elettrica circostante per produrre energia.
Il sistema è progettato per generare energia sia per l'edificio stesso che per le strutture vicine. Secondo il team, inoltre, accelererà il recupero delle emissioni di anidride carbonica, ovvero compenserà le emissioni prodotte dalla costruzione in tempi più rapidi rispetto a una costruzione media.
EVu è progettato per inserire i sistemi di accumulo GESS in edifici alti, con altezze comprese fra i 300 e i 1000 metri, integrandosi con le normali funzioni; le simulazioni di progetto prevedono il recupero completo delle emissioni di carbonio necessarie per la costruzione, in 4 anni.
EVc (l’edificio cilindrico nel rendering) utilizza un sistema di accumulo di energia a base idrica, con pompaggio dell’acqua in alto quando la richiesta di energia della rete è bassa e successivo rilascio per far fronte ai picchi di richiesta (anche in questo caso SOM prevede di integrare funzioni residenziali nella torre).
I sistemi EVy ed EV0 sono distribuiti in un paesaggio, con una parte del sistema a un livello inferiore e l'altra a un livello superiore. In questo caso, l'acqua e i pesi vengono immagazzinati al livello superiore, fino a quando non è necessaria l'energia ed entrambi fluiscono verso il basso per generare energia elettrica. Anche in questo caso, viene previsto sia un sistema che utilizza pesi solidi sia uno che impiega l’acqua (come viene già fatto nelle dighe, in questo caso con una attenzione maggiore all’integrazione nel paesaggio naturale).
