La più recente tecnologia di accumulo di batterie su scala di utilità per emergere sul mercato commerciale è la batteria redox al vanadio, nota anche come batteria a flusso di vanadio.
Le batterie V-flow sono completamente containerizzate, non infiammabili, compatte, riutilizzabili su cicli semi-infiniti, scaricano il 100% dell’energia immagazzinata e non si degradano per più di 20 anni.
La maggior parte delle batterie utilizza due sostanze chimiche che cambiano valenza (o carica o stato redox) in risposta al flusso di elettroni che convertono l’energia chimica in energia elettrica e viceversa. Le batterie V-flow utilizzano gli stati di valenza multipli del solo vanadio per immagazzinare e rilasciare le cariche.
V può esistere come diversi ioni di cariche diverse in soluzione, V(2+,3+,4+,5+), ognuno con un numero diverso di elettroni intorno al nucleo. Meno elettroni danno una carica positiva più alta. L’energia viene immagazzinata fornendo elettroni che fanno V(2+,3+) e l’energia viene rilasciata perdendo elettroni per formare V(4+, 5+).
Le batterie di flusso sono costituite da due serbatoi di liquido, che semplicemente siedono lì fino a quando necessario. Quando pompate in un reattore, le due soluzioni fluiscono adiacenti l’una all’altra oltre una membrana e generano una carica spostando gli elettroni avanti e indietro durante la carica e la scarica.
Questo tipo di batteria può offrire una capacità energetica quasi illimitata semplicemente utilizzando serbatoi di stoccaggio elettrolitici più grandi. Può essere lasciato completamente scaricato per lunghi periodi senza effetti negativi, rendendo la manutenzione più semplice di altre batterie. A causa di queste proprietà uniche, le nuove batterie V-flow riducono il costo di stoccaggio a circa 5¢/kWh.
Queste batterie sono piuttosto grandi e più adatte per applicazioni industriali e di utilità. Non potrebbero mai stare in un’auto elettrica, quindi la batteria Tesla è sicura per ora. Ma la batteria V-flow outcompetes Li-ion, e qualsiasi altra batteria solida, per applicazioni utility-scala. Sono solo più sicuri, più scalabili, più duraturi e più economici: meno della metà del costo per kWh.
La nuova tecnologia delle batterie è essenziale nel nostro nuovo futuro energetico. Secondo l’Energy Storage Monitor degli Stati Uniti, la domanda di accumulo di energia, in particolare a livello aziendale e di utilità, aumenterà di dieci volte nei prossimi cinque anni, alimentata in gran parte dall’estensione del Federal Investment Tax Credit (ITC) per altri cinque anni. L’Energy Storage Association afferma che gli investimenti aziendali nello stoccaggio di energia hanno raggiunto million 660 milioni solo nel terzo trimestre di 2016.
UniEnergy Technologies (UET) di Seattle produce le più grandi batterie a flusso di vanadio su scala MW, utilizzando una molecola sviluppata presso il Pacific Northwest National Laboratory. La svolta di PNNL è stata quella di introdurre acido cloridrico nella soluzione elettrolitica, quasi raddoppiando la capacità di stoccaggio e facendo funzionare il sistema su un intervallo di temperature molto maggiore.
Attualmente, la più grande batteria V-flow installata è un sistema UET 2MW/8MWh (power / total dischargeable energy in a single full charge) nello stato di Washington presso la sottostazione Everett di Snohomish County Public Utility District. Questa batteria al vanadio può mantenere le luci accese in 1.000 case per otto ore.
Ma il sistema di batterie V-flow in costruzione in Sicilia da UET sarà presto la più grande batteria al mondo con 24MW/96MWh.
” Per modernizzare veramente la rete è necessario uno stoccaggio di energia efficiente in termini di costi, affidabile e di lunga durata”, ha affermato il dott. Imre Gyuk, energy storage program manager per l’ufficio del DOE di fornitura di energia elettrica e l’affidabilità energetica, del sistema di UET. “Poiché le batterie al vanadio di terza generazione acquisiscono quote di mercato, è essenziale aumentare la nostra comprensione del valore dello storage e l’ottimizzazione per accelerare l’adozione di soluzioni integrate di storage e di energia rinnovabile tra le utility.”
Non importa come si taglia, stoccaggio di energia è stato generalmente molto costoso. E non importa quanto siano buone le normali batterie, costano circa 30¢ per immagazzinare 1 kWhr, essenzialmente triplicando il costo della generazione di quell’energia.
Lo stoccaggio è stato fatto principalmente solo quando necessario per motivi logistici, come lo stoccaggio di energia solare generata quel giorno per l’uso quella notte in una zona remota. O quando si desidera una torcia elettrica da utilizzare senza trascinare un cavo di cento piedi in giro. Nessuno pensa al costo assurdamente elevato di quell’elettricità poiché di solito è una piccola quantità necessaria per alimentare una torcia elettrica o un apparecchio remoto. Venti ore di uso continuo, più o meno, è quello che si otterrà da una batteria comune.
Ma immagazzinare energia per il futuro sta diventando sempre più importante man mano che la generazione di energia si evolve e dobbiamo essere più creativi e meno costosi di quanto siamo stati finora. Quindi, l’importanza delle batterie V-flow.
Oltre alle batterie, esistono altre tecnologie per lo stoccaggio di energia intermittente, come lo stoccaggio di energia termica. Tuttavia, il metodo di stoccaggio più utilizzato è pompato hydro storage, che utilizza l’elettricità in eccesso per pompare acqua fino a un serbatoio dietro una diga. Più tardi, quando la domanda di energia è elevata, l’acqua immagazzinata viene rilasciata attraverso le turbine nella diga per generare elettricità. Pumped hydro è utilizzato nel 99% dello stoccaggio della rete oggi, ma ci sono vincoli geologici e ambientali su dove pompato hydro può essere distribuito.
Per ora, le batterie V-flow offrono la migliore tecnologia di accumulo di batterie di grandi dimensioni implementabile sviluppata finora.
Clicca qui per l’articolo originale:http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2016/12/13/vanadium-flow-batteries-the-energy-storage-breakthrough-weve-needed/#5babe2467271