Le batterie gravitazionali, conosciute anche come sistemi di accumulo gravitazionali, sono considerate come un’alternativa di immagazzinamento energetico innovativa ed ecosostenibile.

Esse si basano su un semplice principio fisico: la gravità terrestre. Sostanzialmente, il sistema immagazzina energia sfruttando il sollevamento e l’abbassamento di pesi per mettere in moto un rotore di un generatore, producendo così energia elettrica. Approfondendo l’aspetto fisico che permette il funzionamento del sistema, il focus si pone su due importanti principi fisici: l’energia cinetica derivante dal moto di sollevamento viene convertita in energia potenziale, che il corpo acquisisce in virtù della sua quota rispetto a terra. Si parla quindi, di energia potenziale gravitazionale. L’energia potenziale del corpo sospeso, durante il moto di caduta, verrà convertita in energia cinetica per attivare un motore/generatore e produrre energia elettrica.

Questa tipologia di batterie viene utilizzata spesso per accumulare l’energia in eccesso acquisita da fonti rinnovabili, risolvendone il problema dello stoccaggio, essendo per loro natura fonti intermittenti e difficili da immagazzinare. Quindi, nel momento in cui l’energia rinnovabile accumulata è sovrabbondante rispetto al fabbisogno richiesto, l’energia in eccesso viene utilizzata per sollevare dei corpi; quando vi sarà futura richiesta di energia, i corpi sollevati in precedenza, perdendo nuovamente quota, produrranno nuova energia. Solitamente, i corpi utilizzati per tale scopo sono masse d’acqua (nel caso di centrali idroelettriche di pompaggio) o grandi blocchi di cemento o di ferro (in impianti dedicati).

Attualmente, la batteria gravitazionale più grande al mondo si trova a Shanghai: è la Energy Vault e può fornire una potenza di 25 MW. Si tratta di un grande impianto, dall’aspetto di un grattacielo, dove viene sfruttato il peso dei blocchi di cemento. L’impianto è in grado di garantire gigawatt di potenza fino a 18 ore giornaliere ed è stato progettato per durare circa 35 anni.

Trai i principali vantaggi che possono recare le batterie gravitazionali, vi sono:

• Conseguente riduzione dell’utilizzo di batterie che sfruttano reazioni chimiche, riducendo così l’impatto ambientale e il rischio di sviluppo di incendi;
• Garantire un’efficienza energetica di circa l’80%, valore che risulta stabile sia negli ambienti caldi che in quelli umidi;
• Basse perdite energetiche per quanto riguarda le batterie gravitazionali che sfruttano il sollevamento di masse d’acqua, consentendo l’accumulo di grandi quantità di energia. Le limitate perdite energetiche sono dovute per lo più all’evaporazione naturale e all’energia necessaria per pompare l’acqua fino alla quota necessaria;
• Degrado nel tempo molto ridotto per quanto riguarda le batterie gravitazionali che sfruttano il sollevamento di blocchi di cemento.

Il lato negativo circa l’utilizzo delle batterie gravitazionali riguarda i costi relativamente elevati e la necessità di disporre di strutture dedicate di grandi dimensioni.

D’altra parte, queste diverse tipologie di batterie gravitazionali e i loro possibili utilizzi offrono un’ottima alternativa o, meglio, sono un ottimo alleato più ecosostenibile rispetto alle batterie chimiche che, purtroppo, ancora oggi dominano il mercato globale dell’accumulo di energia.