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Energie rinnovabili

Zunum, aereo elettrico per voli regionali

Zunum, aereo elettrico per voli regionali - energia e innovazione

Scritto da Carlo Bellino

Martedì 2 Ottobre 2018

 

È stato soprannominato il Tesla dell’aria e potrebbe essere il primo aereo elettrico in grado di trasportare passeggeri su rotte regionali. Lo sta progettando la società statunitense Zunum Aero, che dal 2013 ha iniziato a sviluppare una flotta di velivoli ibridi per le tratte a corto raggio.

 

L’azienda, il cui nome deriva dalla parola maya colibrì (tzunum), si appoggia ad alcuni partner importanti come Boeing HorizonX e JetBlue Technology Ventures, filiali delle corrispondenti società, perché i problemi da risolvere non sono di poco conto, primo fra tutti il limite della capacità delle batterie in uso. Ma attraverso un piccolo generatore sarà possibile aumentare l’autonomia percorrendo distanze maggiori rispetto a quelle assicurate dalle attuali batterie. Ovviamente l’obiettivo finale è strettamente correlato alla crescita delle tecnologie per accumulatori e la speranza è che quanto prima sia possibile costruire un aereo elettrico totalmente indipendente dal carburante.

 

Se le emissioni saranno inizialmente ridotte dell’80% abbattendo l’impatto ambientale, si punta a raggiungere a breve addirittura il 100%. Senza contare il rumore, che dovrebbe diminuire del 75%. Zunum potrebbe davvero cambiare in modo significativo il trasporto aereo regionale, ammodernando un settore non sempre a favore delle politiche ambientali.

 

L’azienda è convinta di riuscire a percorrere rotte fino a 1.000 km per il 2025, arrivando anche a 1.500 entro il 2030, quando spera di tagliare del 50% anche i tempi di percorrenza riducendo i costi operativi e offrendo biglietti a prezzi più bassi di almeno il 40-80% rispetto ai prezzi attuali di mercato.

 

Ma la sfida ancora da vincere riguarda i tempi morti del trasporto aereo, ossia quelli necessari per arrivare all’aeroporto, passare i controlli, decollare, atterrare, uscire dagli scali e recarsi a destinazione finale. Tempi che talvolta scoraggiano e portano ad utilizzare mezzi di terra per spostamenti anche di poche ore. Zunum Aero pensa di poter beneficiare di una burocrazia più rapida, visto che la Transportation Security Administration è meno rigida con gli aerei più piccoli: i suoi velivoli trasporteranno infatti tra 10 e 50 passeggeri con bagagli a mano e riduzione dei tempi di attesa per i controlli di sicurezza.

 

 

Moduli fotovoltaici per tir

Moduli fotovoltaici per tir - energia e innovazione

Scritto da Carlo Bellino

Sabato 1 Settembre 2018

 

Col passare del tempo i pannelli solari stanno diventando sempre più economici, leggeri ed efficienti: tre requisiti che permettono l’uso di veri e propri mix tecnologici, come quello avviato dal Fraunhofer ISE, centro di ricerca tedesco specializzato proprio nei sistemi solari. Qui un team di scienziati sta studiando la fattibilità economica circa l’integrazione di moduli fotovoltaici nelle carrozzerie dei veicoli commerciali pesanti, allo scopo di sostituire parzialmente il carburante diesel col fotovoltaico.

 

In collaborazione con l’azienda di logistica Dachser e la società di trasporti Benzinger, il gruppo tedesco ha quindi munito una quarantina di semirimorchi di sensori in grado di rilevare e registrare la radiazione solare. I tir sono poi tornati a svolgere il loro consueto lavoro e durante i percorsi standard effettuati negli Stati Uniti e in Europa hanno registrato per sei mesi consecutivi i dati sull’irraggiamento. Queste informazioni sono state infine completate coi consumi di carburante rilevati nel medesimo periodo.

 

Sulla base dei calcoli effettuati è emerso che un semirimorchio refrigerato da 40 t, con una superficie del tetto da 36 m2 e dotato di moduli fotovoltaici integrati (potenza nominale di 6 kW), potrebbe arrivare a risparmiare fino a 1.900 litri di carburante diesel l’anno.

 

Ovviamente è di vitale importanza, al fine di ridurre il più possibile qualsiasi carico extra sui semirimorchi, che i pannelli solari siano estremamente leggeri ed efficienti: non devono infatti incidere troppo sul peso complessivo garantendo nel contempo una buona produzione elettrica nonostante il posizionamento. Inoltre, è essenziale realizzare un design unico che permetta ai moduli di essere montati sui tetti dei veicoli senza superare le altezze massime permesse dal codice della strada.

 

 

Storage ibrido

Storage ibrido - energia e innovazione

Scritto da Carlo Bellino

Martedi 3 Aprile 2018

 

 

In quest’ultimi anni tanto i supercondensatori che le batterie si sono contraddistinti nel campo dell’energy storage, nel senso che la ricerca si è letteralmente divisa su queste tecnologie che presentano sia vantaggi che svantaggi. I primi, rispetto agli accumulatori chimici, hanno un’elevata potenza specifica, dal momento che possono essere caricati e scaricati quasi istantaneamente. Inoltre, hanno una vita media decisamente più alta, che spesso arriva a superare i 10mila cicli di carica e scarica. Il loro punto debole, però, risiede nel fatto che, rispetto alle batterie, possono immagazzinare molta meno energia.

 

Al Fraunhofer Institute si sono domandati come fare ad ottenere un dispositivo con tutti i benefici descritti ma nessun limite tecnologico. La risposta è giunta cambiando approccio, ossia non scegliendo nessuna delle due tecnologie conosciute. All’interno del progetto FastStorageBW II, sovvenzionato dal Ministero tedesco degli affari economici, i ricercatori dell’istituto, insieme ad altri partner, hanno quindi dato vita ad un potente sistema di storage ibrido che somma i vantaggi delle batterie agli ioni di litio a quelli dei supercondensatori.

 

Questi dispositivi, chiamati PowerCaps, possiedono un’alta capacità specifica come le batterie al piombo, una vita lunga da dieci a dodici anni e una ricarica che impiega pochi secondi esattamente come un supercondensatore. E c’è di più, le PowerCaps possono lavorare con temperature fino a 85°C, inoltre superano di cento volte i cicli delle batterie convenzionali e tengono la loro carica per diverse settimane senza perdite rilevanti.

 

L’unico problema è di natura economica: costruire un’unità produttiva in toto costa svariati milioni di euro. Motivo per cui i partner sono già all’opera per realizzare uno step intermedio, ossia un sistema su piccola scala che rappresenti la giusta via di mezzo tra la produzione a livello sperimentale e quella su larga scala. In questo modo sarà possibile creare le condizioni ideali per la fabbricazione commerciale e l’ottimizzazione dei processi e fornire la garanzia di una produzione che segua i principi dell’industria 4.0.

 

 

L’eolico offshore con i droni

L’eolico offshore con i droni - energia e innovazione

 

Scritto da Carlo Bellino

Mercoledì 1 Agosto 2018

 

Per ridurre i costi dell’eolico offshore è possibile impiegare i droni. Può sembrare fantascienza, ma in realtà è un’idea su cui la società E.ON sta puntando da tempo, sovvenzionando un progetto pilota nella speranza che i risultati possano favorire ulteriori sviluppi. Il gruppo tedesco ha, infatti, avviato una collaborazione con Ampyx Power, un’azienda attiva nello sviluppo di Airborne Systems Wind Energy, una tecnologia che sfrutta proprio i droni per la produzione di energia eolica.

 

E’ noto che questi apparecchi possono rimanere sospesi quasi come fossero aquiloni, con un andamento ad otto che utilizza al meglio l’energia proveniente dalle correnti di alta quota. La forza del vento li allontana da una turbina eolica, ma essendo collegati ad un cavo che aziona una turbina, ne permettono lo svolgimento e il riavvolgimento continuo. La tecnologia è ancora in fase sperimentale, ma E.ON ci crede, tanto è vero che ha investito 3 milioni di euro: l’obiettivo dichiarato dell’azienda è quello di ridurre i costi dell’energia rinnovabile e questa tecnologia ne permette la produzione in luoghi dove oggi non è né economicamente né tecnicamente realizzabile.

 

I primi sviluppi dell’eolico coi droni sono attesi entro il 2025, quando si arriverà alla fase di commercializzazione. Questo sistema sarà economicamente più conveniente rispetto al classico offshore perché usa molto meno materiale ed è più facilmente riparabile. Le fondamenta e le torri per le turbine eoliche tradizionali costituiscono, infatti, circa il 30% del capitale richiesto per installare queste apparecchiature al largo. E più ci si sposta in mare aperto più i costi salgono, anche se, a dire il vero, l’aumento di vento determina una crescita di energia che poi compensa le maggiori spese.

 

Ma con droni connessi a generatori tramite cavi lunghi 400 metri potrebbe essere possibile produrre ancora più energia, dal momento che questi velivoli possono sfruttare altezze a cui le correnti sono più costanti e forti. Il fattore di capacità, secondo i test effettuati da EON, è del 70% quando i parchi eolici attuali raggiungono a malapena il 50%. Sulla base di questi calcoli, si punta a dimezzare il costo dell’eolico offshore entro 10 anni.

Carburanti solari

Carburanti solari - energia e innovazione

Scritto da Carlo Bellino

Venerdì 4 Maggio 2018

 

La risposta alla domanda di quali siano i migliori materiali per produrre carburanti solari in modo efficiente e a basso costo è arrivata nientepopodimeno che da un super computer, lo stesso adoperato da un team di ricercatori statunitensi per cercare nuove vie per convertire l’acqua nel combustibile del futuro. Gli scienziati della Caltech e Lawrence Berkeley National Laboratory hanno quindi sfruttato le potenzialità del cervello elettronico del National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) per duplicare, in poco meno di due anni, il numero di materiali ad oggi conosciuti nella sintesi dei carburanti solari.

 

I carburanti solari sono combustibili (dal gas idrogeno agli idrocarburi liquidi) ottenuti impiegando luce solare, acqua e CO2. Per liberare idrogeno e ossigeno alle molecole d’acqua serve un catalizzatore chiamato fotoanodo, un materiale efficiente e a basso costo in grado separare le molecole di H2O utilizzando proprio la luce visibile come fonte di energia. Nel corso degli ultimi quarant’anni, la ricerca mondiale ha individuato però solo 16 fotoanodi adatti allo scopo.

 

La vera spinta propulsiva è arrivata, come detto, dagli scienziati della Caltech e Lawrence Berkeley National Laboratory, che integrando la teoria agli esperimenti fatti attraverso i calcoli di un super computer come quello del NERSC, sono riusciti a scoprire dodici nuovi fotoanodi. Nel nuovo processo, sono stati combinati approcci computazionali e sperimentali attraverso il primo database minerario di materiali per i composti potenzialmente utili.

 

Il team di ricerca ha affermato che quello che è apparso subito estremamente importante in questo tipo di studi è stato, oltre ad aver individuato diversi nuovi composti per la sintesi di combustibile solare, anche aver imparato qualcosa di nuovo sulla struttura elettronica di base dei materiali stessi.

 

 

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