Perché scegliere una batteria termica?

Le batterie termiche sono dispositivi innovativi che possono integrare l’impianto domestico di produzione di acqua calda sanitaria (ACS). Garantiscono altrettanta comodità dei sistemi a cui siamo abituati, se non di più, e riducono i costi economici e ambientali da sostenere.

Come tutte le batterie, anche quelle termiche servono ad accumulare e rilasciare energia: la loro peculiarità è che stoccano calore, a differenza delle più comuni batterie elettriche. Inoltre, mentre i tradizionali accumuli ACS conservano calore in grossi serbatoi di acqua calda, le batterie termiche riscaldano l’acqua sanitaria sfruttando le potenzialità dei materiali a cambiamento di fase (PCM), che assorbono e cedono grandi quantità di calore liquefacendosi o congelando.

Facciamo subito una breve panoramica sui principali vantaggi delle batterie termiche.

• Efficienza: i PCM accumulano molta più energia termica a parità di volume rispetto all’acqua, permettendo di ridurre le dimensioni del sistema e di risparmiare spazio.
• Compatibilità: le batterie termiche possono essere caricate da fonti di energia diverse come la rete elettrica, un impianto fotovoltaico o una pompa di calore.
• Zero manutenzione: una volta installate, le batterie termiche possono funzionare per il resto della loro vita senza bisogno di manutenzione di sorta (a meno, ovviamente, di interventi straordinari).
• Durata: alcuni PCM possono continuare ad assorbire e rilasciare le stessa quantità di energia per decenni, se non virtualmente all’infinito.

Materiali a cambiamento di fase (PCM): cosa sapere?

I PCM assorbono e cedono quantità considerevoli di calore perché sfruttano l’energia termica latente, mentre l’acqua nei tradizionali accumuli ACS usa il calore sensibile.

L’energia termica sensibile è quella che una sostanza può assorbire o cedere senza effettuare una transizione di fase. L’energia termica latente è invece proprio quella legata al passaggio da uno stato della materia all’altro, ed è maggiore.

Quando la batteria viene caricata, il PCM assorbe calore e passa dallo stato solido a quello liquido. Al momento del rilascio, il PCM cede calore e torna allo stato solido. Ogni PCM ha una temperatura specifica alla quale avviene il cambiamento di fase (come l’acqua che ghiaccia a 0°C), per questo sono sostanze adatte ad applicazioni che richiedono il mantenimento di una temperatura costante.

Utilizzare batterie termiche a PCM, al posto dei tradizionali accumuli ACS, permette anche di eliminare la necessità di manutenzione ordinaria.

I serbatoi ACS, infatti, contenendo grandi quantità d’acqua stagnante, sono esposti alla proliferazione del batterio Legionella, che può causare gravi problemi respiratori, e al depositarsi del calcare, che può ostruire le tubature. I PCM, invece, non presentano nessuno di questi inconvenienti.

Il risparmio sugli interventi di manutenzione è tanto più alto se consideriamo che alcuni PCM, come il Plentigrade brevettato da Sunamp, hanno una vita utile di molti decenni (potenzialmente lunghissima). La certificazione indipendente RAL garantisce che Plentigrade mantiene le sue proprietà fino ai 10.000 cicli liquido-solido-liquido, mentre test di laboratorio hanno mostrato che la stabilità persiste anche oltre i 40.000 cicli. Le stime prevedono circa 1 o 1,5 cicli al giorno per i PCM a uso domestico, quindi questo dato si traduce in una vita utile del materiale che va dai 70 ai 110 anni.

Alla luce di maggiori efficienza, durabilità, sicurezza e risparmio, si comprende che il prezzo delle batterie termiche non può essere comparato direttamente con il prezzo degli accumuli ACS. L’installazione di una batteria termica è un investimento che ripaga nel tempo.

Quanto tempo? Dipende in buona parte dal costo dell’energia. Qualunque sia il prezzo del gas e dell’elettricità in ogni momento, tuttavia, una cosa è chiara: la strategia con più probabilità di rivelarsi vincente è quella di passare all’uso di fonti rinnovabili e quindi all’autoproduzione e autoconsumo di energia per scaldare l’acqua sanitaria.

La prospettiva più promettente, al momento, è quella di combinare tre elementi:

• un impianto fotovoltaico, corredato o meno da batterie elettriche, per la generazione e la conservazione di energia elettrica a partire dall’energia solare;
• una pompa di calore, alimentata dall’impianto fotovoltaico, per l’estrazione di energia termica dall’aria, dall’acqua o dal suolo;
• una batteria termica, alimentata dalla pompa di calore, per conservare l’energia termica e l’eventuale backup/boost elettrico, alimentato sempre dal fotovoltaico.

In questo modo l’autoconsumo è massimo, le emissioni di anidride carbonica legate alla produzione di ACS si riducono a zero, e potenzialmente anche le bollette. Certo, il prezzo da sostenere inizialmente sarà superiore rispetto agli impianti tradizionali, ma va visto come un investimento che rientrerà nel tempo, non come una spesa. Quanto denaro avresti risparmiato se avessi installato soluzioni così già cinque o dieci anni fa?

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