Un’università tedesca trasforma il proprio parcheggio in una centrale solare dotata di batterie al sodio da 200 kWh

I parcheggi all’aperto occupano vaste aree che, in molti casi, hanno appena un’altra funzione se non quella di far parcheggiare le auto per ore. Tuttavia rappresentano anche un’opportunità per produrre energia rinnovabile senza dover occupare nuovi terreni. Ed è esattamente ciò che ha fatto un’università tedesca con un impianto che, oltre a generare elettricità, incorpora una tecnologia di accumulo ancora poco diffusa in Europa.

L’Università Privata di Scienze Applicate per Economia e Tecnologia (PHWT), situata a Diepholz, in Germania, ha inaugurato un padiglione solare con una potenza totale di 237 kWp e una batteria al sodio da 200 kWh. L’impianto permette di coprire 90 posti di parcheggio e di utilizzare l’elettricità prodotta durante il giorno per soddisfare le esigenze energetiche del campus.

Il progetto, inaugurato lo scorso 9 novembre, presenta un’altra particolarità. Si tratta del primo sistema di stoccaggio statico con batterie a ioni di sodio installato nello stato tedesco della Bassa Sassonia e, secondo i suoi responsabili, del terzo di questo tipo in Germania.

Un parcheggio solare di 1.150 metri quadrati con un design poco usuale

L’impianto non è una tettoia convenzionale. Il parcheggio originale ha una disposizione semicircolare, con due file di posti che seguono una traiettoria curva. Invece di modificare questa disposizione, i responsabili del progetto hanno deciso di adattare la struttura fotovoltaica alla geometria esistente.

L’azienda PfefferKnecht, specializzata in soluzioni solari, ha progettato una struttura metallica su misura che riproduce la curvatura del parcheggio. La sua costruzione è stata affidata a Böckmann Maschinenbau, un’azienda di ingegneria della zona che mantiene una collaborazione abituale con l’università.

Il risultato è un tetto di circa 1.150 metri quadrati, dotato di moduli fotovoltaici a doppio vetro che forniscono una potenza di circa 230 kWp. A questa cifra si aggiungono altri 7,3 kWp installati su un parcheggio coperto per 20 biciclette, portando la potenza totale a circa 237 kWp.

Uno dei dettagli più interessanti riguarda la struttura stessa del tetto. I moduli solari svolgono anche la funzione di copertura impermeabile, grazie a un sistema brevettato che elimina la necessità di installare un secondo strato protettivo contro la pioggia. Ciò permette di semplificare la struttura e di utilizzare al meglio i materiali.

Inoltre, le coperture integrate dispongono di illuminazione LED, in modo che gli utenti abbiano spazi protetti dalla pioggia e dal sole, oltre a luce durante le ore notturne.

Una batteria al sodio da 200 kWh per sfruttare l’elettricità solare

Tuttavia, l’elemento più innovativo di questa installazione non si trova sulle auto, bensì nel sistema incaricato di immagazzinare l’elettricità. Invece di ricorrere alle solite batterie al litio, l’università ha scelto una soluzione a base di sodio, una tecnologia che sta iniziando a guadagnare importanza nell’immagazzinamento a lungo termine.

Il sistema è stato fornito dall’azienda svizzera Phenogy ed è composto da due armadi contenenti batterie che offrono una capacità complessiva di 200 kWh. La potenza massima di carica e scarica è di 100 kW, il che permette di immagazzinare una parte della produzione solare per utilizzarla in seguito, quando aumentano le esigenze elettriche del campus.

Il principale vantaggio di questa tecnologia risiede nei suoi materiali. Il sodio è un elemento abbondante e ampiamente disponibile, il che permette di ridurre la dipendenza da materie prime come il litio, il cobalto o il grafite. Inoltre, le batterie al sodio presentano caratteristiche interessanti in termini di sicurezza e comportamento termico.

In un’applicazione statica come questa, dove il peso e il volume non hanno la stessa importanza di un’auto elettrica, le batterie al sodio possono risultare particolarmente attraenti. Non è necessario che raggiungano le densità energetiche delle migliori batterie al litio, ma devono comunque offrire una buona durata, sicurezza e costi competitivi.

Con una capacità di 200 kWh, il sistema potrebbe fornire 20 kW per circa dieci ore, oppure erogare la sua potenza nominale di 100 kW per circa due ore, senza considerare le perdite di conversione né le riserve operative. Ciò permette di spostare parte dell’elettricità generata durante le ore di sole verso momenti di maggiore consumo.

L’università spera che questa combinazione di generazione solare e accumulo riduca la sua dipendenza dalla rete elettrica e aiuti a limitare i picchi di domanda, che possono avere un impatto significativo sulla bolletta energetica di impianti di questa dimensione.

Costruito in soli dieci settimane e abbinato a un sistema di accumulo termico

Un altro aspetto interessante del progetto riguarda i tempi di realizzazione. Sebbene la pianificazione e lo sviluppo siano durati circa 18 mesi, i lavori stessi sono stati completati in soli dieci settimane, sfruttando il periodo di vacanze universitarie.

Nel corso di questo periodo sono stati eseguiti i lavori di fondazione, l’installazione della struttura metallica, l’impiantazione dei pannelli fotovoltaici e l’integrazione dei sistemi elettrici e di accumulo. Tutto ciò senza la necessità di costruire una nuova struttura su terreni aggiuntivi, poiché è stato utilizzato un parcheggio esistente.

Inoltre, il progetto fa parte di una strategia energetica più ampia. Il campus di Diepholz dispone già di un sistema di accumulo termico a base di ghiaccio, utilizzato per soddisfare parte dei suoi bisogni di riscaldamento e raffreddamento. La nuova installazione solare aggiunge generazione da fonti rinnovabili e capacità di accumulo elettrico a questa infrastruttura.

La combinazione risulta interessante perché permette di affrontare le diverse esigenze energetiche di un edificio. Da un lato, l’elettricità fotovoltaica può alimentare i consumi abituali e caricare le batterie. Dall’altro, l’accumulo termico consente di gestire parte della domanda di climatizzazione senza dipendere esclusivamente dal consumo elettrico istantaneo.

Esiste un altro aspetto che merita di essere menzionato. Anche se il progetto si trova in un parcheggio, le informazioni pubblicate non confermano la presenza di punti di ricarica per auto elettriche. La sua funzione principale è produrre elettricità e conservarla per le esigenze del campus, sebbene in futuro un’infrastruttura di questo tipo possa essere integrata con caricabatterie.

L’esperienza di questa università tedesca dimostra che non è sempre necessario disporre di ampie aree libere per aumentare la produzione di energia rinnovabile. Migliaia di parcheggi presenti in università, ospedali, centri commerciali e aziende potrebbero sfruttare i loro tetti per generare elettricità, fornire ombra alle auto e ridurre il consumo della rete elettrica.

E se inoltre vengono abbinati a batterie al sodio, una tecnologia che non ha bisogno di competere con il litio in termini di densità energetica per risultare utile, questi spazi possono trasformarsi in piccole centrali elettriche distribuite. Un modo per sfruttare superfici già urbanizzate che, fino ad ora, rimanevano inutilizzate dal punto di vista energetico.