Milano, 10 febbraio 2010 - L'energia è tutta intorno a noi. Sembra un luogo comune ma spesso non ci rendiamo conto che moltissimi fenomeni fisici e biologici sono fonti di energia da cui si può trarre elettricità. Di più, si tratta di energia gratuita. La luce solare e i movimenti di masse d'aria nell'atmosfera (vento) sono due forme di energia di questo tipo, che vengono da anni sfruttate per produrre energia elettrica. Altre due fonti sono il moto ondoso e delle maree e anche da questi si sta iniziando a trarre energia che viene immessa nella rete elettrica. Ma se iniziamo a citare la possibilità di estrarre energia dalla pressione dei tacchi delle scarpe sul terreno, dalla differenza di temperatura esistente tra l'interno e l'esterno del cofano motore di un'auto o tra scarico e aria, dal movimento compiuto nel camminare, evidentemente entriamo in un ambito diverso da quello delle “rinnovabili” tradizionali; quello della spigolatura energetica, dall'inglese energy harvesting (o energy scavenging).
In realtà, alcune delle fonti sfruttate dalla tecnologie di spigolatura energetica sono abbastanza tradizionali. Un caso è rappresentato per esempio da quei segnali stradali attivi che sono alimentati da batterie ricaricate da piccole celle solari, oppure da sensori (per esempio telecamere) alimentate in ultima analisi da mini-turbine eoliche, o boe di segnalazione con generatore a moto ondoso. La spigolatura energetica si caratterizza per due caratteristiche principali: produce energia, per ora, in quantità tali da non consentire l'alimentazione di apparecchiature meccaniche; non è concepita per produrre energia da immettere nella rete di distribuzione ma per l'alimentazione di apparecchiature parzialmente o totalmente autonome dalla rete di distribuzione. L'idea è di eliminare utenze o non aggiungerne di nuove.
Nessuna apparecchiatura alimentata con tecnologie di spigolatura energetica trae elettricità direttamente dal generatore. In mezza c'è un dispositivo tampone che può essere una batteria o un supercondensatore. In alcuni casi, l'apparecchiatura alimentata è a sua volta un caricabatterie. Un esempio è il generatore biomeccanico che si applica all'articolazione del ginocchio, sviluppato dai ricercatori della Simon Fraser University di Vancouver in Canada. Il movimento a forbice della gamba attiva un meccanismo a ingranaggi e pulegge che fa girare un dinamo con una potenza di 5 W, più che sufficiente a ricaricare una batteria al litio. Il prototipo pesa un chilo e mezzo ed è lungo quindici centimetri, ma la versione in produzione dovrebbe essere più leggera. Il primo uso che si prevede è nell'ambito militare, della protezione civile e degli sport come il trekking, perché permetterebbe di eliminare le scorte di batterie (un soldato in missione isolata per 24 ore si porta dietro circa 13 chili di batterie di scorta per alimentare una varietà di apparecchiature, come radio, visori notturni, GPS, eccetera).
Un tipo particolare di spigolatura energetica è quella che che utilizza l'energia dispersa nell'ambiente da un qualche tipo di generatore. Una forma estrema di questo è per esempio la cogenerazione, in cui a una stessa fonte primaria si applicano trasformazioni diverse, a cascata, che permettono una maggiore efficienza. Più confacente alle caratteristiche della spigolatura energetica sono però quelle trasformazioni che si appoggiano per esempio ad un motore termico per estrarre energia utile dal calore residuo. Un motore a combustione interna, per esempio, disperde circa il 70 per cento dell'energia che consuma sotto forma di calore attraverso i gas di scarico e il sistema di raffreddamento (radiatore). Con delle termocoppie è possibile generare elettricità sfruttando la differenza di temperatura tra marmitta e aria esterna, per esempio, e con questa ricaricare la batteria che fa funzionare gli accessori, aiutando l'alternatore (che viene fatto funzionare attraverso un collegamento meccanico ad una presa di potenza del motore, di solito piazzata sull'albero motore). Un'altra possibilità è usare una turbina a gas di scarico per far funzionare l'alternatore (senza esagerare, perché più si piazzano apparecchiature ad estrarre energia da gas di scarico più si riduce l'efficienza del motore).
Altre idee sono un po' più balzane, ma potrebbero funzionare se i costi fossero bassi. Un esempio è la generazione biomeccanica di energia elettrica sfruttando i movimenti ripetitivi che avvengono nelle palestre. Già oggi molti attrezzi da esercizio (le cyclette e i tapis roulant, per esempio) usano la forza muscolare trasformata in elettricità da una dinamo per contribuire ad alimentare la strumentazione elettrica ed elettronica di bordo. Esistono già inoltre esempi di palestre attrezzate per generare elettricità che riduce i consumi da rete delle stesse. Un altro esempio è dotare luoghi di passaggio con pavimentazioni composte da “tappeti” di elementi piezoelettrici (quelli che stanno negli accendigas da cucina). Se molta gente ci cammina sopra, viene prodotta una certa quantità di energia elettrica. In Giappone sono stati fatti esperimenti nelle stazioni della metropolitana e della ferrovia e funzionano. Il problema è il costo dei “tappeti”, di installazione e di manutenzione. Un'idea simile è quella di piazzare strisce di elementi piezoelettrici attraverso le corsie autostradali e sfruttare il passaggio delle auto per alimentare cartelli di indicazione. In caso di ingorgo e scarso traffico, però, niente energia.
La spigolatura energetica ancora per i prossimi cinque anni almeno avrà un'applicazione molto reale nella microelettronica, nei casi dove utilizzare una batteria è complicato, e soprattutto dove sostituirla è proibitivo. Il caso classico è quello delle reti di microsensori sparsi nell'ambiente che devono funzionare per molto tempo in modo autonomo. Qui la spigolatura energetica è la soluzione: minicelle solari, microturbine eoliche che operano anche con vento debolissimo, sistemi più esotici, che sfruttano per esempio il metabolismo degli alberi. Un settore affascinante, che segna il passaggio dalla micro alla nanogenerazione.
Si parlerà di spigolatura energetica, per la prima volta in Italia fuori dall'ambito accademico, alle Giornate della Microgenerazione, il 9 e 10 marzo a Milano, dove tutte le fonti della nuova energia verranno esaminate nella loro realtà tecnica ed economica, per i vantaggi che possono dare in casi reali, che non possono prescindere da tutti i fattori in gioco, come gli incentivi e le agevolazioni. In agenda infatti largo spazio viene dedicato proprio a queste componenti dell'equazione della convenienza energetica per l'utilizzatore finale. E' un'impostazione che viene da quattro anni molto apprezzata dal pubblico e dalle aziende, che hanno anche quest'anno confermato il loro appoggio, come ASTRIM (Gold Sponsor), AB Energy (Silver Sponsor), Edison e Turboden (Speech Sponsors).
Per ogni dettaglio su come sponsorizzare e partecipare alle Giornate della Microgenerazione di e-gazette ed Updating è disponibile il sito www.microgenforum.it , dove sono disponibili anche le informazioni relative alle passate edizioni ed è già possibile registrarsi per la partecipazione gratuita.
Per maggiori informazioni:
Marco Comelli, mail: marco.comelli@updating.it, tel: 347-8365191
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