Perché non possiamo memorizzare AC come DC?

Ci sono già molte risposte, quindi sospetto che la mia aggiungerà poco che non sia già stato detto. Quindi mi limiterò ad annotare i miei pensieri immediati.

Prima di tutto l'elettricità stessa non può essere realmente immagazzinata in quantità significative, né in DC né in AC. L'elettricità è fondamentalmente un flusso di energia e di carica. L'unico esempio di questo essere "immagazzinato" che mi viene in mente è nei superconduttori. Immagino che in linea di principio dovrebbe essere possibile progettare una qualche forma di circuito risonante superconduttore (induttore-capacitore) che immagazzinerebbe la corrente alternata, ma è difficile immaginare che questo possa essere usato praticamente per immagazzinare quantità significative di corrente alternata. Ma i superconduttori non sono nemmeno un mezzo pratico per immagazzinare la corrente continua.

Poiché non possiamo immagazzinare l'elettricità in sé, quello che facciamo invece è convertirla in altre forme di energia che possono essere facilmente (a) immagazzinate e (b) riconvertite in elettricità su richiesta. Una batteria ricaricabile, per esempio, converte l'elettricità in energia chimica. In effetti credo che una batteria sia ciò a cui la maggior parte delle persone pensa quando si parla di immagazzinare elettricità, e sì, in effetti la batteria è una tecnologia a corrente continua.

Tuttavia, una volta accettato che l'immagazzinamento dell'energia elettrica avviene realmente convertendo questa energia in altre forme, ci sono certamente un certo numero di modi per immagazzinare la corrente. Infatti l'UNICA tecnologia di immagazzinamento su larga scala che abbiamo attualmente è usata per immagazzinare la corrente alternata. Si chiama idroelettricità a pompaggio. È usata per aiutare a bilanciare la capacità di generazione con la domanda. L'elettricità AC viene immagazzinata durante i periodi di eccesso di generazione, usandola per alimentare una pompa che solleva l'acqua da un serbatoio di basso livello in un serbatoio di alto livello. Poi, quando la domanda lo richiede, l'acqua viene lasciata scorrere di nuovo verso il basso, con la pompa che funziona al contrario per generare elettricità AC. Ha un'efficienza di circa l'80% (si ottiene l'80% dell'elettricità che si immette), che è alla pari con le batterie per la corrente continua. La quantità di stoccaggio è limitata solo dalla capacità dei laghi.

Ci sono anche alcuni approcci di stoccaggio AC su scala più piccola. Un volano, per esempio, può essere usato per immagazzinare elettricità come energia cinetica. I volani sono di nuovo tipicamente usati con l'elettricità AC, poiché un alternatore/motore AC è generalmente più efficiente di una dinamo/motore DC.

Sospetto che quello a cui sta pensando l'intervistatore è perché non possiamo immagazzinare AC nelle batterie. Beh, è un po' come chiedere perché non possiamo usare una tecnologia di stoccaggio progettata per convertire e produrre DC per convertire e produrre AC - perché mai dovrebbe essere così? Comunque suppongo che il punto della domanda sia chiedere perché non ci siano simili tecnologie chimiche (o forse nessuna parte mobile) per la corrente alternata.

L'approccio più vicino e pratico che abbiamo attualmente è quello di convertire la corrente alternata in corrente continua, immagazzinarla in una batteria, e poi riconvertire la corrente continua in corrente alternata. Si potrebbe sostenere che l'intero processo è solo la conversione dell'energia elettrica in un'energia che può essere immagazzinata, ma ovviamente è meno diretto che con la DC, e quindi più complesso e meno efficiente. Questo approccio è comunque quello che viene usato nella pratica. Si usa per esempio con la generazione eolica per livellare l'offerta (regolata dalla disponibilità del vento) e la domanda. I generatori eolici sono a corrente alternata per l'efficienza e l'affidabilità, inoltre le nostre reti elettriche esistenti sono a corrente alternata, ma le batterie sono usate per lo stoccaggio tra le due. Questa sembra essere l'opzione migliore per ora, nonostante le perdite aggiuntive coinvolte nella conversione AC-DC e DC-AC. Allo stesso modo ci sono prodotti come il Tesla Powerwall che "immagazzinano AC" in questo modo su scala domestica, e infatti i veicoli elettrici sono caricati da AC, e spesso usano motori AC, usando le batterie come stoccaggio intermedio.

Perciò perché non possiamo immagazzinare AC direttamente in qualche forma di "batteria" con parti non in movimento, cioè: senza convertire da/per DC? Si è tentati di dire che la tecnologia non è stata ancora sviluppata, anche perché la domanda è limitata, dato che l'efficienza della conversione AC/DC rende le batterie un'opzione di immagazzinamento AC perfettamente praticabile. Tuttavia credo che sia più fondamentale di questo. Il fatto è che la corrente continua si verifica in natura - fulmini, elettricità statica e anguille elettriche per esempio, quest'ultima ha sorprendenti somiglianze con la tecnologia delle batterie. La corrente alternata, invece, non è presente in natura. È interamente prodotta dall'uomo. Non c'è nessun processo naturale su cui potremmo basare una tecnologia che produca nativamente la corrente alternata. Questo non vuol dire che sia fondamentalmente impossibile - chi sa quale tecnologia potremmo sviluppare in futuro? Tuttavia è difficile immaginare quale potrebbe essere il punto di partenza per una tale tecnologia.