
Ed eccoci al terzo appuntamento con questa piccola serie sui sistemi di accumulo dell’energia elettrica! Dopo aver affrontato negli articoli precedenti un po’ di teoria e tecnica associata principalmente a supercondensatori e batterie, con questo articolo entreremo nel vivo delle applicazioni, analizzando l’utilizzo di queste tecnologie nelle applicazioni reali di tutti i giorni. Il campo di applicazione principale è nel settore della green energy, le energie rinnovabili, anche se le applicazioni nel settore automotive, alla fine possono essere ricondotte sempre alla necessità di avere energia che sia diversa da quella di un motore a combustione o comunque non legata alle fonti non rinnovabili.
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Interessante articolo, l’accumulo di energia è il suo livellamento è certo una necessità nel campo dell’elettronica che ormai fa parte della nostra vita.
Ormai arrivati in un posto la prima cosa è verificare se esiste la rete WIFI e una presa per il caricabatteria!
Si infatti! Grazie del commento
Ottimo articolo e molto esaustivo.
I super condensatori sono un ottimo modo per stoccare energia in breve tempo ed in grosse quantità. l’accoppiamento con le batterie ne giova molto infatti. Altra parte i super condensatori non riescono a tenere la carica per molto tempo come le batterie e quindi anche su questo si sta lavorando nel mondo scientifico studiando vari materiali e/o strategie particolari. Il condensatore purtroppo non essendo ideale ha anche una resistenza tra le sue componenti che ne causa la scarica in un determinato tempo più o meno lungo. Altra difficoltà nei super condensatori immagino sia il problema di addensamento di carica nelle superfici che può creare forze interne anche distruttive nel suo funzionamento se non progettato bene…
Grazie del commento. Il problema della resistenza serie è quello più sentito, poichè in funzione dell’applicazione, e soprattutto della corrente richiesta dal carico, una resistenza serie elevata può far perdere molta energia per dissipazione. Tale situazione può portare alla distruzione del componente per effetti termici (potenza dissipata) o comunque alla riduzione della tensione disponibile, e quindi dell’energia.
Un gran bell’articolo senza dubbio, completo ed esauriente. I supercondensatori ormai sono una realtá sempre piú in crescita e sono arrivati anche nel mondo delle corse… Questa soluzione tecnica é infatti alla base del motore Toyota LMP1, Campione Endurance 2014…
Grazie del commento
Grazie per il bellissimo articolo.
Dopo aver letto le prime due puntate speravo in una parte pratica che ci aiutasse ad utilizzare i condensatori DLC in un progetto elettronico.
Magari provo a lavorarci sopra e quindi a porti una domanda più indirizzata alla mia idea.
Ho progettato un orologio per scacchi il problema è che l’uso può essere saltuario, anche a distanza di mesi oppure usato per una settimana tutti i giorni (torneo).
Per ora ho alimentato il tutto con delle ottime batterie ricaricabili che hanno una bassa autoscarica.
Il problema per questo tipo di applicazione non è possibile che le batterie mi fermino l’orologio nel mezzo di una partita di torneo si rischia il linciaggio.
Non è possibile neanche alimentarlo da rete a causa della disposizione sul tavolo di gioco.
Una partita di scacchi può durare anche 5 ore o più.
La soluzione commerciale adottata è quella di display a cristalli liquidi che quindi dato il bassissimo consumo non creano grossi problemi.
Scusa la divagazione scacchistica.
Grazie comunque.
Sergio
Grazie del commento e complimenti per l’applicazione dell’orologio. Certo a pensarci, sostituire le batterie con i superCap nel caso tuo non credo che sia la scelta ottimale. Questo perché avresti meno autonomia, il solo vantaggio sarebbe poter ricaricare l’orologio velocemente. Però quello che potresti pensare di fare è un circuito di sensing della carica delle batterie, in modo tale da metter sul tavolo solo orologi con una carica residua sufficiente alla partita.
Ti ringrazio per il consiglio, ci provo al più presto.
Darò un’occhiata anche al kit per la ricarica wireless potrebbe fare al caso mio.
Attuate le modifiche aggiorno il blog.
Grazie ancora
Sergio
Ottimo articolo. Secondo me la tecnologia di utilizzarli insieme alle batterie è ottima. Questo permette di prendere la parte buona di uno dell’altro, ed evitare il lato critico della batteria (grosse correnti) e quello del supercondensatore (capacità).
Grazie del commento! Infatti le soluzioni ibride sono quelle più intriganti dal punto di viste ingegneristico.
complimenti davvero! non avevo ancora trovato una carrellata così ricca di ambiti.. mi interessa soprattutto l’ambito GREEN ENERGY:
“pensate, quindi, ad un impianto fotovoltaico che durante l’arco della giornata lavora con correnti e tensioni abbastanza diverse. Proprio in questo caso entrano in gioco i supercondensatori, che possono essere utilizzati per livellare i valori di tensione dell’impianto, ad esempio potendo filtrare le variazioni di tensione e di potenza di una turbina eolica.” pertanto, è più conveniente l’uso dei superCap piuttosto che i convertitori DC/DC anche ben dimensionati?
In genere, per gli impianti fotovoltaici, i convertitori dc/dc rimangono in quanto si ha la necessità di stabilizzare una tensione di uscita a partire da una tensione dei pannelli che può essere fortemente variabile. In genere, nelle applicazioni stand-alone degli impianti FV, il sistema di accumulo finale è comunque una batteria, per evidenti questioni di immagazzinamento. Ma è anche vero che in questi impianti i superCap trovano impiego nello stadio di ingresso di un dc/dc in modo da garantire il funzionamento del convertitore in presenza di buchi di tensione notevoli.
Ma quando ci sarebbero questi buchi di tensione? Quando passano delle nuvole è sufficiente per creare un buco di tensione? Questo può essere colmato da dei superCap quindi, ma non è che a tenerli carichi si consumi energia e la resa totale dell’impianto diminuisca?
Pensa al più semplice alimentatore realizzato con ponte di diodi e condensatorie. Il condensatore serve in quel caso ad eliminare l’alternata (buchetto di tensione) e rendere la tensione di uscita “quasi” continua. Il quasi continua dipende dall’assorbimento del carico, infatti il condensatore in questo caso deve essere dimensionato in funzione del ripple finale desiderato, e della corrente richiesta dal carico (in realtà dipende anche dalla tipologia di alimentazione in testa, in genere alternata a 50Hz, che poi dal punto di vista del condensatore è una 100Hz poichè raddrizzata). Nei convertitori dc/dc in genere c’è uno switch che serve a regolare la tensione tra ingresso e uscita. Ovviamente essendo la corrente trasferita elevata, al momento della chiusura dell’interruttore, e dunque nel momento in cui avviene il trasferimento di energia di un dc/dc, si ha una richiesta di corrente elevata, e dunque un eventuale buco di tensione da parte del generatore. In queste condizioni dimensionare la capacità porta a dover scegliere componenti da elevate capacità, dunque superCap.
Sto per installare un impianto fotovoltaico da 4,5 KWh senza sistema di accumulo (per ora i costi sono ancora troppo alti), ma in futuro l’idea di accumulare l’energia per la sera mi stuzzica.
Pensavo però che bastasse un set di batterie. Dici che ci possono essere problemi a gestire l’escursione di tensioni e correnti durante la giornata?
in genere i prodotti per gli impianti FV prevedono già tutta la circuiteria per il corretto utilizzo. Un set di batterie per impianto FV già prevede i circuiti di gestione della corrente di carica, in funzione della tensione in ingresso, etc. Grazie del commento.
Ci tenevo a ringraziare Daniele perchè è stato veramente capace di raccontare qualcosa in modo semplice ma completo, con articoli esaurienti che hanno saputo spaziare e trattare tutti gli aspetti della questione. Complimenti.
Grazie del commento. Il risultato è stato ottenuto anche grazie ai tuoi consigli!
Bell’articolo, molto interessante. probabilmente lo sviluppo dei Supecap sarà incrementato dallo sviluppo delle power unit in F1……beh almeno a qualcosa serve aver creato questa rivoluzione… e i suoi benefici ricadranno sui sistemi ibridi di qualsiasi genere.
Certo il mondo delle corse, soprattutto per l’esigenza di ridurre i consumi o nelle formule a motori elettrici, sta spingendo molto nella ricerca in questa tecnologia, che aveva avuto un forte stallo dopo le prime applicazioni per trasporti pubblici (autobus urbani).