L'idea è semplice. Una squadra guidata da Franz Georg Pikl, un dottorato di ricerca studente presso l'Istituto di ingegneria idraulica e gestione delle risorse idriche presso TU Graz, ha combinato i vantaggi della tecnologia dell'accumulo con pompaggio e dell'accumulo di calore utilizzando l'acqua come mezzo per creare una "centrale idroelettrica con pompaggio ad acqua calda". Il nuovo sistema immagazzina e fornisce elettricità, energia termica e frigorifera secondo necessità.

Il primo elemento è l'energia idroelettrica con pompaggio, una tecnologia che è stata costantemente perfezionata negli ultimi 100 anni. Attualmente è il più affidabile, forma efficiente e durevole di accumulo di energia elettrica. I sistemi idroelettrici con pompaggio si trovano principalmente nei paesi di montagna, in quanto richiedono un dislivello tra due serbatoi, così come una quantità sufficiente di acqua. Quando vengono generati grandi volumi di energia, l'elettricità in eccesso viene utilizzata per pompare l'acqua dal serbatoio inferiore a quello superiore. Se la domanda di energia elettrica aumenta, l'acqua scorre di nuovo verso il basso e aziona le turbine che a loro volta generano energia. Pikl ha implementato questo principio completamente sottoterra. I tunnel sotterranei sono utilizzati per creare il dislivello tra i due serbatoi sotterranei necessari per produrre energia elettrica, indipendentemente dalla topografia. Ciò riduce al minimo l'area richiesta, e semplifica sia il processo di ricerca di una posizione che la procedura di approvazione obbligatoria.

accumulatori di calore, dove viene immagazzinata l'energia termica, costituiscono il secondo componente del nuovo concetto di stoccaggio. Grazie alla sua elevata capacità termica specifica, l'acqua serve come ulteriore mezzo di accumulo di energia termica per la centrale di pompaggio sotterranea. L'energia rinnovabile viene utilizzata per riscaldare l'acqua fino a 90°C. L'energia termica viene immagazzinata e utilizzata tramite scambiatori di calore installati nei serbatoi sotterranei. Quando la richiesta di calore è elevata, può essere fornito direttamente ai consumatori tramite le linee di trasmissione del teleriscaldamento.

Franz Georg Pikl ha anche integrato la tecnologia di teleraffreddamento nel concetto – questo metodo di raffreddamento degli edifici sta diventando sempre più significativo – sotto forma di refrigeratori ad assorbimento. Quando richiesto, in altre parole, nelle giornate calde:l'acqua calda aziona i refrigeratori, che producono energia frigorifera che viene distribuita ai clienti lungo le linee di trasmissione del teleraffreddamento. Per garantire una fornitura costante di energia frigorifera alle varie zone di temperatura, questo sistema può essere modificato raffreddando l'acqua dello schema idroelettrico di pompaggio sotterraneo, che potrebbe quindi essere etichettato come "centrale idroelettrica di stoccaggio con pompaggio ad acqua fredda".

Benefici ambientali ed economici

Gli studi di fattibilità tecnologici ed energetici sottolineano l'alto grado di efficienza ed economicità di questo concetto di accumulo ibrido. "La combinazione di sistemi così altamente efficienti, con coefficienti di efficienza di circa l'80% per l'accumulo di energia elettrica e termica, si traduce in un aumento significativo dello stoccaggio totale di energia rispetto all'implementazione separata, e il livello di consumo delle risorse rimane lo stesso. Grazie a questo nuovo accumulatore di energia sviluppato, diverse fonti di energia rinnovabile possono essere accorpate mediante infrastrutture connesse alla rete energetica, che a sua volta aiuterà l'industria energetica a superare le sfide che deve affrontare. La struttura si distingue anche per la sua redditività. Il periodo di ammortamento è più breve rispetto alle centrali elettriche di pompaggio convenzionali, " Spiega Pikl. Gli aspetti ecologici del progetto lo rendono anche una proposta interessante:il funzionamento a emissioni zero è possibile, non sono necessari spazi aperti e l'accumulo di energia rispettivamente la centrale elettrica non influiscono sul bilancio idrico naturale, che a sua volta riduce l'impatto ambientale.

Dalla teoria alla pratica

Pikl sta attualmente cercando di ottenere il supporto di fornitori di energia e aziende per la costruzione di un prototipo di accumulo con pompaggio di acqua calda. "Le tecnologie separate sono in uso da decenni, ma a nessuno è mai venuta l'idea di impacchettarli. Raggiungere l'obiettivo dell'accordo di Parigi di limitare l'aumento della temperatura a 1,5 gradi richiede misure estese, preservando al tempo stesso la qualità della vita il più possibile. Il nostro sistema potrebbe essere uno degli elementi costitutivi per salvaguardare l'approvvigionamento energetico futuro utilizzando fonti rinnovabili, e rappresenterebbe anche un risparmio energetico, un passo avanti rispettoso dell'ambiente. Le strutture potrebbero funzionare a lungo, il che significa che si ammortizzano anche in termini di protezione del clima".