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Sistemi e componenti per l’accumulo di energia di tipo elettrico o meccanico Esame dello stato dell’arte in funzione dei possibili impieghi

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Sistemi e componenti per l’accumulo di energia di tipo elettrico o meccanico Esame dello stato dell’arte in funzione dei possibili impieghi

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:17 pm

Nel presente rapporto si riporta un aggiornamento dello stato dell’arte dei sistemi di accumulo innovativi di tipo elettrico (accumulatori elettrochimici e supercapacitori) e meccanico (volani), in rapporto ai possibili campi di impiego. Nel settore dei gruppi di continuità (UPS), per tempi di autonomia compresi fra qualche minuto e l’ora, gli accumulatori al piombo-acido, dalla tecnologia matura da qualche decennio, costituiranno per il breve-medio termine ancora una scelta obbligata per molte applicazioni. Particolare attenzione viene oggi dedicata agli accumulatori al piombo “valve regulated” (VRLA), spesso dette, anche se in maniera impropria, ermetici. L’utilizzo di accumulatori Nichel-Idruri Metallici (Ni-MeH) è ancora in fase di sperimentazione. Sforzi anche ingenti sono in corso per lo sviluppo di accumulatori a base di litio (litio/ioni e litio/polimeri). Sia gli accumulatori Ni/MeH che quelli al litio sono indagati anche nell’ottica di un loro utilizzo per la trazione elettrica stradale. Significative novità si registrano anche nel settore dei grossi sistemi, connessi direttamente alla rete elettrica, per l’accumulo delle energie rinnovabili e per lo spianamento dei picchi di carico. Gli accumulatori redox a flusso a base di soluzioni di sali di vanadio (VRB) stanno uscendo dalla fase prototipale e cominciano ad affacciarsi sul mercato. Essi sono avvantaggiati dalla completa indipendenza dell’energia rispetto alla potenza erogabili, da una durata di vita potenzialmente molto maggiore rispetto alle tradizionali piombo-acido, assenza di particolari problemi di sicurezza e densità di energia intorno ai 150 Wh/dm 3 , considerando l’utilizzo di serbatoi di accumulo interrati. Nel settore dei gruppi di continuità con autonomie inferiori al minuto e per garantire un’alimentazione elettrica di elevata qualità esente da microinterruzioni, attualmente gli accumulatori inerziali (noti anche come volani o batterie elettromeccaniche – BEM) rappresentano una delle soluzioni più adatte in termini tecnici ed economici. La società tedesca Piller commercializza dal 1997 gruppi di continuità con volani a bassa velocità. I dispositivi offerti dalla Piller hanno un volano uguale per tutti e le prestazioni che vanno da 150 kVA – 120 s a 1,67 kVA – 12 s. Sistemi analoghi vengono commercializzati negli USA anche da Active Power e da International Computer Power. La tecnologia dei volani ad alta velocità in materiali leggeri, sviluppata negli anni ’90, è invece in una fase iniziale di applicazione, anche se permangono aspetti critici legati agli alti costi ed alla sicurezza di questi dispositivi, avvantaggiati da pesi e ingombri più che dimezzati rispetto ai volani tradizionali. Più lontana appare invece la prospettiva per i supercapacitori (SC). Qui non ci si occuperà, se non marginalmente, dei sistemi di accumulo destinati alla trazione elettrica stradale. Non ci si occuperà inoltre di accumuli con magnete superconduttore.

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