Riscaldare casa, meglio una batteria o accumulare calore?

Una batteria domestica da 168 kWh contro un sistema di accumulo termico da appena 68 kWh: quando arriva il momento di coprire i picchi di consumo della pompa di calore, la prima sembra avere una marcia in più. A dirlo è uno studio della Pennsylvania State University, che mette a confronto una normale batteria e un sistema capace di conservare energia sotto forma di calore, basato sul carbonato di potassio.

Un'altra ricerca, in pubblicazione il 1° gennaio 2027 sul Journal of Energy Storage, confronta invece diverse tecnologie per conservare e recuperare calore nei climi nordici. Attenzione, però: non si parla di batterie per auto elettriche. Entrambi gli studi riguardano il riscaldamento delle case e la gestione dell'energia, non le batterie che alimentano i motori delle auto.

Accumulo termico latente: cosa dice davvero la ricerca

Il principio è semplice. Invece di consumare elettricità nel momento esatto in cui serve calore, la si usa per caricare un accumulo termico, da scaricare poi quando il riscaldamento serve davvero. Nel modello della Penn State, la carica richiede acqua a circa 80 °C e la scarica fornisce acqua a 35 °C a un impianto radiante.

L'accumulo termico conserva calore da usare quando serve. Il modello Penn State raggiunge un'efficienza del 45%, mentre lo studio nordico indica rendimenti fino al 55,94%.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

L'efficienza di carica del sistema simulato è del 45%. Gli autori indicano come possibile sviluppo portarla al 65%, insieme a un miglioramento di almeno il 25% del coefficiente di prestazione della pompa di calore. Sono obiettivi di laboratorio, non risultati già raggiunti su impianti reali.

Lo studio nordico, dal canto suo, riporta per la configurazione a ciclo Brayton un rendimento elettricità-elettricità tra il 55,73% e il 55,94%. Per le versioni assistite da calore recuperato, il rapporto tra energia prodotta ed energia di carica sale fino a 1,219 con una fonte a 90 °C. La convenienza dipende però dal prezzo dell'elettricità e dalla temperatura ambiente, non è un dato fisso.

Perché le auto elettriche restano un caso diverso

Nei veicoli elettrici la gestione termica serve a uno scopo diverso: tenere la batteria di trazione dentro un intervallo di temperatura stretto. Il caldo ne accelera l'invecchiamento, il freddo frena la ricarica. I materiali a cambiamento di fase già usati in alcuni pacchi batteria assorbono il calore dei picchi termici, ma hanno una capacità di dissipazione continua limitata. Vanno quasi sempre affiancati da un raffreddamento ad aria o a liquido.

Le evoluzioni più concrete, oggi, riguardano proprio questo fronte. Un confronto tra architetture di raffreddamento mostra che il passaggio dal raffreddamento indiretto a quello a immersione dielettrica porta il C-rate massimo da 2,25 a 2,41, con una riduzione teorica del tempo minimo di ricarica rapida di circa l'8%. Sono le stesse logiche di gestione del calore studiate per le case, applicate però a un problema di potenza elettrochimica, non di accumulo termico.

Perché un principio come l'accumulo termico latente diventi rilevante per un veicolo servirebbe un salto che oggi non esiste nella letteratura disponibile: dimostrare che può competere, in densità e velocità di scarica, con i sistemi di gestione termica già usati per ottimizzare consumi e autonomia delle auto elettriche. Per ora resta un principio che si sta affinando su edifici e reti, non sulle quattro ruote.

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