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Come costruire dei Powerwall domestici con le batterie dei portatili usati

Chi ha bisogno della Tesla?

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ago 24 2017, 12:44pm

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Nel maggio del 2015, Elon Musk ha presentato il Powerwall di Tesla, una batteria che consente di immagazzinare elettricità nella propria abitazione attraverso l'impianto fotovoltaico e i pannelli solari. Il prodotto risulta allettante per chi si interessa di fonti energetiche alternative, ma per molti il prezzo di partenza di 3.000 dollari è un po' troppo alto. La batteria può immagazzinare fino a 10 kWh di elettricità, ovvero circa un terzo della quantità di energia consumata in media da una famiglia americana ogni giorno (la versione più recente raggiunge i 14 kWh.)

Per alcuni appassionati, la proposta di Musk non era abbastanza. Invece di acquistare il Powerwall di Tesla, questi costruiscono le proprie versioni fai-da-te molto più economiche utilizzando batterie riciclate. E poi, naturalmente, condividono le loro creazioni e la loro conoscenza con gli altri appassionati su internet, che si riuniscono su un forum dedicato, in vari gruppi di Facebook e su YouTube. Si trovano in tutto il mondo: ho parlato con persone di tre diversi continenti e cinque fusi orari.

"È il futuro è pulito, semplice, efficiente e potente," mi ha detto Jehu Garcia, uno dei costruttori di powerwall più popolari. Chi fa come lui decide da sé quale sarà il futuro dell'energia alternativa, senza attendere gli sviluppi delle aziende tecnologiche. "Il risultato finale è quello di poter contare su qualcosa che non solo mi sono costruito da solo, ma di cui capisco anche tutti gli ingressi e le uscite per alimentare casa mia in parte o completamente. Dà grande soddisfazione," ha spiegato Joe Williams, un altro costruttore di powerwall.

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Quasi tutti i maker con cui ho parlato hanno realizzato impianti in grado di immagazzinare molta più energia del Powerwall di Tesla. (Un portavoce di Tesla ha rifiutato di rilasciare commenti a riguardo.) Un membro del forum francese Diypowerwalls.com che si fa chiamare Glubux ha detto che il suo powerwall può immagazzinare 28 kWh. "Ci alimento tutta la casa, infatti mi sono anche comprato un forno elettrico e una piastra di cottura a induzione per utilizzare l'energia extra prodotta durante l'estate," ha spiegato.

Peter Matthews, youtuber australiano e una delle figure più in vista della scena dei powerwall DIY, ha costruito una batteria gigantesca che può memorizzare 40 kWh di energia. Raccoglie potenza da oltre 40 pannelli solari posizionati sopra il suo tetto. Il sistema alimenta quasi tutta la casa: "Le uniche cose che non alimenta sono i condizionatori d'aria e il sistema di riscaldamento dell'acqua," mi ha spiegato su Skype. Matthews ha creato sia DIYpowerwalls.com che il gruppo Facebook più popolare dedicato ai Powerwall.

Ho anche parlato con Daniel Römer, un altro YouTuber, che ha costruito una dei powerwall fai da te più grandi che abbia trovato. La sua batteria è composta da più di 22.500 celle, che a suo dire possono immagazzinare più di 100 kWh-10 volte l'energia di quella di Tesla. Il fabbricante svedese lo usa anche per sfruttare l'energia dai pannelli solari: "Il mio sistema è costruito per gestire tutta la mia casa per 10 mesi su 12," mi ha spiegato via mail.

Molti dei produttori che ho intervistato hanno detto di essersi ispirati a Garcia, probabilmente il più popolare realizzatore di batterie fai-da-te online. Lo youtuber che opera in California ha in programma di costruire quello che un giorno potrebbe diventare una delle più grandi fonti di energia private negli Stati Uniti. Secondo lui, il gigantesco sistema sarà in grado di immagazzinare 1 megawatt di potenza-1000 kWh. "Ci alimenteremo un impianto di riciclaggio," ha aggiunto.

Collezionare batterie

La maggior parte dei costruttori fai-da-te con cui ho parlato, per i loro progetti, utilizzavano batterie agli ioni di litio modello 18650. Di solito, racchiuse in rivestimenti di plastica colorata e che si trovano all'interno di prodotti elettronici come i computer portatili. Una delle sfide principali nel costruire un powerwall è recuperare le centinaia o migliaia di batterie necessarie per costruire una batteria in grado di memorizzare una notevole quantità di potenza.

Nuove, possono costare più 5 dollari al pezzo e i prezzi sui siti di seconda mano come eBay non sono molto migliori. A quel punto, costruirsi il proprio powerwall costa di più che acquistare uno di Tesla. La scelta della scena DIY, invece, ricade sulle batterie riciclate provenienti da vecchi computer portatili Dell, HP, Lenovo e LG (tra gli altri.) YouTube è piena di video che spiegano come aprire un vecchio portatile per prelevare la batteria.

Immagine: Glubux

La gente spesso butta via le batterie dei vecchi portatili, ha detto Garcia. "Ho pensato che fosse uno spreco incredibile, perché online dappertutto spiegano come raccogliere queste celle e riutilizzarle."

E ha ragione. Le batterie vecchie raccolte da lui e altri costruttori di powerwall probabilmente sarebbero finite in una discarica. "Circa il 95 per cento delle batterie vendute negli Stati Uniti non vengono riciclate e vengono buttate via," mi ha detto via mail Carl E. Smith, CEO e presidente di Call2Recycle, organizzazione leader nel settore del riciclaggio delle batterie. "Praticamente tutte le batterie possono essere riciclate in prodotti secondari preziosi, questo è i migliore motivo per non farle finire in discarica," ha spiegato.

Spesso richiede molto tempo raccogliere cellule sufficienti per costruire un powerwall. "All'inizio passavo qualcosa come 5 o 6 ore alla settimana a contattare le persone che ne possedevano," mi ha detto Matthews, il costruttore di Powerwall australiano. "Ho percorso centinaia di chilometri in ogni direzione per raccogliere le batterie".

Parte del problema è che molti computer portatili non vengono riciclati, mi ha spiegato al telefono Jason Linnell, direttore esecutivo del National Center for Electronics Recycling. Probabilmente, molte persone tengono i loro vecchi computer portatili in casa: "Ad essere onesti, per una qualche ragione, non ricicliamo enormi quantità di portatili," ha spiegato Linnell.

Garcia mi ha detto che le batterie dei vecchi computer possono rivelarsi talmente rare che ha notato un aumento di prezzo da quando le persone hanno iniziato a costruirsi i propri powerwall. "Il mercato è cambiato perché in molti hanno iniziato ad interessarsi," ha spiegato. "Per questo è diventato veramente difficile per me fare affari con queste batterie."

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Un altro problema è che i produttori di laptop non lasciano le batterie vecchie direttamente ai consumatori. "Spero che riusciremo a spingere queste aziende a recuperare queste batterie," ha detto Garcia. "A complicare il tutto sono i vari regolamenti e gli avvocati."

Quando ho contattato i produttori di computer portatili, sia Dell che HP hanno scoraggiato gli hobbyisti a riutilizzare le loro batterie. "Le batterie del computer portatile Dell sono progettate per essere utilizzate solo nei prodotti di marca Dell e non consigliamo né approviamo alcun altro utilizzo," ha riferito un portavoce di Dell a Motherboard in una e-mail.

"Le batterie di HP sono progettate per essere utilizzate nei prodotti HP e non raccomandiamo il loro utilizzo in applicazioni che non abbiamo progettato e qualificato noi," ha dichiarato un portavoce di HP in una mail. Lenovo ha rifiutato di commentare la questione mentre LG non ha risposto a una richiesta di commento in tempo per la pubblicazione.

Costruire un powerwall

Raccogliere un numero di batterie sufficienti è solo il primo passo per la costruzione di un powerwall DIY. A quel punto ognuna di questa deve essere testata perché, come mi hanno spiegato gli appassionati, non tutte sono abbastanza sicure per l'utilizzo. Le batterie agli ioni di litio hanno una durata di vita limitata: alcune finiscono per avere una scarsa capacità.

"Fondamentalmente, ottieni le batterie, le apri, fai un test per capire quanto sono cariche e poi prosegui con il ciclo di ricarica," mi ha detto Garcia.

Il "ciclo di ricarica" di una batteria comporta l'esaurimento completo della sua energia, per poi ricaricarla nuovamente. "Sono vecchie... devi riattivarle facendo il ciclo completo," ha spiegato.

Immagine: Jehu Garcia

Quando sono state raccolte un numero sufficiente di batterie funzionanti, i maker riuniscono le celle 18650 in degli holder. Vengono venduti anche online, ma molti costruttori di powerwall preferiscono progettarli e costruirli da sé. Spesso sono costruiti in modo da permettere di sostituire una cella che non funziona più senza dover smantellare l'intera struttura.

A quel punto, vengono aggiunte alla parte superiore delle "busbar," strisce di metallo che possono condurre elettricità. Ad esempio, Matthews, in Australia, le realizza con del rame riciclato. Una volta che sono state aggiunte le busbar, le singole celle vengono saldate insieme.

Dopo che sono state assemblate una quantità sufficiente di batterie, il powerwall completo viene collegato a un inverter e montato all'interno di un capannone o di una struttura esterna. La maggior parte dei maker con cui ho parlato mi ha detto che non li installano all'interno delle loro case per motivi di sicurezza o per rispettare le normative locali.

Non incendiare la casa

Uno degli argomenti che è emerso più di frequente nelle mie conversazioni con i costruttori era la sicurezza. Fondere assieme centinaia di batterie agli ioni di litio è pericoloso, e potrebbe causare anche incendi, se il lavoro non viene fatto nella maniera corretta. Sui forum di powerwall DIY ci sono dozzine di thread dedicati alla prevenzione di incidenti. Anche YouTube è tappezzato di video che mettono in guardia sulla sicurezza dei progetti.

I produttori di powerwall fai-da-te spesso non sono ingegneri o elettricisti. Per lo più, inclusi i più famosi — come Jehu Garcia — mancano totalmente di formazione. Ma non restano indifferenti alle preoccupazioni relative alla sicurezza, e recentemente si sono esortati a vicenda a fare più attenzione.

Image: Glubux

"Ci sono molti video in cui dicono: 'guardate quanto sono pericolose queste batterie'," ha spiegato Garcia. "Ma mentre lo dicono le stanno segando in due o le stanno collegando a tantissima energia."

C'era "un sacco di negatività all'inizio," ha detto Williams. "Cose tipo 'ti incendierai la casa'."
Nel corso del tempo, quando i powerwall ben fatti hanno dimostrato di poter essere efficienti e sicuri, la community ha iniziato a reagire positivamente. Recentemente c'è stata una spinta nell'adozione di sistemi di gestione delle batterie (BMS) che possono monitorare un powerwall e avvisare il proprietario quando si surriscalda troppo, per esempio.


"Raccomando di avere un qualche tipo di BMS o di monitoraggio automatico che possa proteggere le cellule dall'essere troppo o troppo poco cariche," ha detto Römer, un creatore di powerwall svedese. "Io uso Batrium BMS, con un software progettato appositamente che controlla le mie 4 unità e disconnette le batterie se qualcosa va storto."

Immagine: Daniel Römer

"Le nostre responsabilità stanno crescendo. Qualcuno incendierà la propria casa se non promuoviamo dei sistemi di sicurezza di qualità per questo genere di batterie," mi ha detto Garcia. Ogni costruttore di powerwall con cui ho parlato sosteneva che costruire la propria fonte di energia alternativa valeva il rischio e l'investimento. Il profitto va oltre la somma risparmiata — c'è di mezzo la costruzione di una community.

"Credo che la cosa più bella sia entrare in contatto con persone di tutto il mondo che cercano di costruire al meglio i loro powerwall," ha detto Williams.

Immagine: Peter Matthews