Il Condizionatore d'Aria potrebbe funzionare come una batteria

Le nuove tecnologie immagazzinano il potere di raffreddamento per quando è più necessario.

Un interessante articolo di Casey Crownhart sul MIT Technology Review apre la finestra su una soluzione tecnica che potrebbe contribuire a ridurre i consumi energetici degli impianti di condizionamento, dispositivi per il comfort che nel periodo estivo diventano un vero e proprio problema per l'economia domestica e di ogni nazione.

Questi sistemi di raffreddamento possono infatti rappresentare non solo un costo importante ma anche un notevole stress per le reti elettriche, il che ha spinto alcuni inventori a creare versioni che possono non solo utilizzare energia, ma anche immagazzinarla.

La sfida del raffreddamento e il consumo energetico

Il raffreddamento rappresenta il 20% della domanda globale di elettricità negli edifici, una quota destinata ad aumentare con il riscaldamento del pianeta e l'adozione crescente delle tecnologie di raffreddamento.

Durante le ore di punta, i condizionatori d'aria possono rappresentare oltre la metà della domanda totale di energia in alcune parti del mondo.

Le nuove tecnologie di raffreddamento che incorporano lo stoccaggio di energia potrebbero aiutare caricandosi quando è disponibile energia rinnovabile e la domanda è bassa, fornendo comunque servizi di raffreddamento quando la rete è sotto stress.

Nell'articolo sul MIT TR troviamo una soluzione.

"Prendiamo il problema e lo trasformiamo in una soluzione", afferma Yaron Ben Nun, fondatore e direttore tecnico di Nostromo Energy. Uno dei sistemi di Nostromo Energy, chiamato IceBrick, è fondamentalmente una grande vaschetta per cubetti di ghiaccio. Raffredda una soluzione composta da acqua e glicole utilizzata per congelare capsule individuali riempite d'acqua. Un IceBrick può essere composto da migliaia di questi contenitori, ciascuno dei quali contiene circa due litri di acqua.

L'isolamento mantiene le capsule congelate fino al momento di utilizzarle per raffreddare un edificio.

Il ghiaccio viene quindi utilizzato per abbassare la temperatura della miscela di acqua e glicole, che a sua volta raffredda l'acqua che circola nel sistema di raffreddamento dell'edificio. L'intero sistema è progettato per funzionare come un complemento ai dispositivi esistenti, spiega Ben Nun.

Installazioni e prospettive Future

Nostromo ha installato il suo primo sistema negli Stati Uniti nel 2023, presso il Beverly Hilton Hotel di Los Angeles. Ha una capacità di 1,4 megawattora e serve anche il vicino Waldorf Astoria.

L'installazione contiene 40.000 capsule, equivalenti a circa 68.000 kg di ghiaccio. Solitamente, il sistema si carica per 10-12 ore, iniziando la notte e terminando a mezzogiorno, per essere pronto a rilasciare il suo potere di raffreddamento tra il tardo pomeriggio e la sera, quando la domanda sulla rete è alta e l'energia solare diminuisce al tramonto.

Utilizzare l'IceBrick aumenta il fabbisogno totale di elettricità per il raffreddamento, poiché parte dell'energia viene persa per inefficienza durante il ciclo.

Tuttavia, l'obiettivo è ridurre la domanda di energia durante le ore di punta, il che può ridurre i costi per i proprietari degli edifici, afferma Ben Nun. La società sta cercando di assicurarsi circa 300 milioni di dollari di finanziamenti, in parte dal Loan Programs Office del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, per finanziare completamente 200 di questi sistemi in California.

Mentre i proprietari di edifici possono beneficiare immediatamente di queste soluzioni di stoccaggio energetico individuali, il vero potenziale per aiutare la rete emerge quando i sistemi sono collegati tra loro.

Quando la rete è estremamente stressata, le compagnie di servizi pubblici sono talvolta costrette a interrompere l'erogazione di elettricità in alcune aree, lasciando le persone senza energia proprio quando ne hanno più bisogno. Tecnologie che possono adattarsi alle esigenze della rete potrebbero aiutare a ridurre la dipendenza da questi blackout programmati.

 Questo tipo di approccio non è nuovo: molte unità commerciali hanno grandi serbatoi che contengono acqua refrigerata o un altro fluido di raffreddamento che può abbassare la temperatura in un edificio all'istante. Tuttavia, la tecnologia di Nostromo può immagazzinare più energia con meno materiale, utilizzando il processo di congelamento e scongelamento anziché semplicemente raffreddare un liquido, spiega Ben Nun.

Innovazioni nel settore

La startup Blue Frontier si è distinta in questo settore costruendo sistemi di raffreddamento che utilizzano essiccanti.

Questi materiali possono assorbire l'umidità, come i piccoli pacchetti di perle di silice che spesso si trovano nelle nuove scarpe e borse. Ma invece di queste perle, l'azienda utilizza una soluzione salina concentrata.

Le unità di raffreddamento di Blue Frontier fanno passare un flusso d'aria su uno strato sottile di essiccante, che estrae l'umidità dall'aria. Quell'aria secca viene poi utilizzata in un processo di raffreddamento evaporativo (simile a come il sudore raffredda la pelle).

I sistemi di raffreddamento con essiccanti possono essere più efficienti dei tradizionali condizionatori d'aria a compressione di vapore oggi sul mercato, afferma Daniel Betts, fondatore e CEO di Blue Frontier. Ma il sistema beneficia anche della capacità di caricarsi in determinati momenti e fornire raffreddamento in altri.

In conclusione, il futuro del raffreddamento domestico e commerciale potrebbe vedere i condizionatori d'aria trasformarsi in sistemi di stoccaggio energetico intelligenti, contribuendo a un uso più efficiente dell'energia e riducendo lo stress sulle reti elettriche durante i periodi di alta domanda. Nel frattempo gestiamoli con intelligenza: 25 gradi è una soglia confortevole che dovrebbe essere adottata in ogni edificio, pubblico e privato, e la notte anche i 26 - 26,5°C sono un'ottima soluzione per alzarsi senza dolori alla cervicale.