Discussione: produrre energia con il passaggio dei veicoli in autostrada

ok, non ho spiegato bene. Se c'è pressione c'è anche deformazione e quindi spostamento. I materiali piezoelettrici sfruttano proprio questo principio; materiali tipo quarzo generano energia quando sottoposti a deformazione, anche minima. Se non ci fosse questo manto di piezoelettrici interrato si deformerebbe l'asfalto e basta, in questo caso si sfrutta questa deformazione per generare energia.

Di quanto si deforma il manto di piezoelettrici?
Di quel tanto che si deforma, la macchina si troverà più bassa di prima.
La corrente prodotta dal piezoelettrico avrà un'energia pari alla perdita di quota della macchina, meno le perdite di trasformazione.
Dopodiché la macchina si troverà più in basso della posizione di partenza, e il suo motore dovrà fornire più energia per riportarla alla quota di partenza, con le perdite di trasformazione caratteristiche di quel motore.

Basta rispondere alle seguenti semplici domande: da dove viene l' energia che il sistema recupererebbe, se non dal motore della macchina?
Che rendimento ha il motore della macchina?
Che rendimento ha il sistema di "recupero"?
Conviene trasformare l' energia chimica del carburante, in energia termica nel motore, in energia meccanica alle ruote, in energia elettrica incostante in tensione e corrente, in energia elettrica utilizzabile?
Questo sistema potrebbe recuperare energia solo nei tratti in cui i veicoli devono comunque rallentare; dove devono mantenere la velocità, invece che recuperarne ne dissipa.
Per sapere se è economicamente conveniente, bisogna sapere quanto costa produrlo, installarlo, tenerlo in efficienza e infine smantellarlo.
Ce l'hai questi dati?

amir

I piezoelettrici più comuni sono in materiale ceramico, e quindi rigidi. Essi sono sensibili anche a deformazioni dell'ordine dei micrometri. La macchina viaggia comunque su asfalto sovrapposto a un piccolo strato di materiale ceramico, non su un letto di sabbia. La variazione di quota è impercettibile ed indistinguibile dalle normali vibrazioni di un automobile. L'auto non risente in maniera significativa di questa modifica al fondo stradale.
Sarai d'accordo con me che l'energia cinetica prodotta dal motore serve in parte per dare il moto, mentre un'altra parte viene dispersa nel terreno e una parte per vincere l'attrito con l'aria. queste due quote di energia, se non vengono recuperate saranno disperse giusto? con i piezo puoi recuperare una parte di questa energia che già esiste (non devi generarla dal nulla) che altrimenti andrebbe dispersa.
Questa tecnologia è ancora in fase sviluppo ma esistono già dei prodotti in grado di generare delle decine di microwatt, e sono grandi quanto monete da 10 cent. Su un km di autostrada ne puoi piazzare milioni.
Non sono un produttore di piezoelettrici, ne un distributore, quindi non posso parlare di costi. Di sicuro un impianto del genere costerà diversi milioni di euro ma non posso quantificare.
Io mi sono trovato di recente a lavorare con dei piezoceramici e nel piccolo della nostra applicazione riusciamo ad accumulare energia per alimentare un sensore che deve trasmettere ogni 30 secondi (con due soli piezoceramici). La mia opinione è che questa è una strada interessante e percorribile, e soprattutto ad impatto 0.
non so se hai conoscenze nel campo dei piezoelettrici ma se vuoi farti una lettura metto un paio di link

Il Generatore Piezoelettrico di 4° Generazione. Continuano gli Studi sui Materiali e i Dispositivi Piezoelettrici per Produrre Elettricità dall’Energia Meccanica in Modo Sempre più Efficiente | Genitronsviluppo.com

Omron: Produrre Energia Elettrica con le Vibrazioni. Viaggio Alla Scoperta di un Piccolo ma Promettente ed Efficiente Dispositivo | Genitronsviluppo.com

Domanda per miller , questo discorso , anche se l'energia ricavata sarebbe poca , vale anche se questi piezo vengono istallati all'interno della gomma delle auto ?

poi ancora , la stessa vettura mentre è in moto vibra per via del motore a scoppio , perchè non vengono usati anche all'interno delle lamiere o fuse insime a loro ?

e ancora , perchè non si usano dei piezo inseriti all'interno dei supporti motore , cambio ,differenziale , sospensioni ect ?

senza contare che si potrebbero aggiungere nelle strutture di aerei , o sistemi che ricavano energia con i venti in quota tipo questo :

Magenn Power Inc.

e ancora , e possibile che i piezo non si possano mettere in risonanza con onde tipo le onde emesse dalla energia cosmica ?
anzi , esistono onde naturali che esercitano pressione ?

grazie delle risposte .

se proprio dobbiamo generare energia dai piezo in autostrada meglio sfruttare i caselli in entrata e/o uscita , dove per forza di cose si deve rallentare , cosi' come le rampe di decelerazione e gli ingressi agli autogrill , ma non sono capace di quantificare il "RECUPERO" di energia che se ne potrebbe guadagnare , anche se in modo discontinuo , quindi bisogna anche dotare il sistema di accumulatori .

Si. Non vedo perchè non dovrebbe funzionare. Comunque tieni conto che questi piezo sono solidali al materiale in cui sono inseriti, e quindi essendo la gomma maggiormente elastica, permettono anche di deformarlo facilmente. Il problema che vedo è come a piazzarlo all'interno della gomma senza comprometterne l'integrità (cosidera che bisogna anche far passare i fili dal sensore all'accumulatore passando per un raddrizzatore).

Per quanto riguarda le vibrazioni invece vengono utilizzati altri tipi di piezoelettrici tipo questo

http://www.piceramic.it/Immagini/DuraAct.pdf

Questi possono essere incollati o inglobati in una struttura in vibrazione.
Il problema in questo caso è che questo tipo di sensori sono fortemente dipendenti dalla frequenza di vibrazione, ed ottimizzati per determinate frequenze, quindi piazzati all'interno di una struttura come un motore in cui le vibrazioni sono molto varie non è proprio la soluzione ottimale.

Non so perchè non vengano usati. Suppongo che il gioco non valga la candela in questo caso. Con questo tipo di tecnologia non puoi certo ricaricare la batteria; al massimo puoi accumularla per andare ad alimentare un sensore, che tra l'altro non dovrebbe neanche trasmettere in continuo perchè l'energia ricavata istantaneamente non basta per tenerlo alimentato. Ma vale la pena installare un dispositivo che costa diverse centinaia di euro per alimentare un sensore? a questo punto si usa l'energia della batteria e amen

Originariamente inviata da Miller

I piezoelettrici più comuni sono in materiale ceramico, e quindi rigidi.

Perché l'asfalto non è "rigido"?

L'auto non risente in maniera significativa di questa modifica al fondo stradale.

E quindi l'energia ricavata da dove verrebbe, se non dall'auto?

Sarai d'accordo con me che l'energia cinetica prodotta dal motore serve in parte per dare il moto, mentre un'altra parte viene dispersa nel terreno e [...]

La parte "dispersa nel terreno" è dovuta all'attrito volvente. L'attrito volvente esiste pure anche se l'auto viaggiasse su un manto piezoelettrico... E a questo va AGGIUNTO il prelievo energetico piezoelettrico.

con i piezo puoi recuperare una parte di questa energia che già esiste (non devi generarla dal nulla) che altrimenti andrebbe dispersa.

Ma mi risulta che anche sul manto piezoelettrico gli pneumatici rotolano e quindi sono soggetti ad attrito volvente, ovvero a dispersione energetica.

specificavo che sono rigidi per far capire che quando l'auto passa su questo pezzo di strada non affonda nell'asfalto ma continua a camminare senza accorgersi del sottostrato di piezoelettrici.

l'energia viene ovviamente dall'auto ma non è altro che normale energia che tu normalmente spendi per deformare l'asfalto quando cammini in macchina, anche in strade senza piezoelettrici. Questa energa esiste già ed è inutilizzata, va dispersa sotto forma di calore. una piccola parte di questa si può recuperare tramite i piezo. se tu cammini su un manto stradale che mantiene le sue caratteristiche di durezza e attrito alla tua macchina che cambia? come dovrebbe risentirne? non viene mica creato un campo gravitazionale che ti schiaccia al terreno... si può discutere sul costo di investimento e manutenzione, su quello sono d'accordo. Ma non possiamo dire che facciamo consumare di più alle auto, perchè non è così. Esistono tante applicazioni nel mondo di questo tipo. i pavimenti di alcune metro di londra e tokyo, discoteche a rotterdam, palestre in california e tante altre. secondo voi le persone si stancano di più a camminare su questi pavimenti?
vi pubblico un altro link che vi spiega in dettaglio quale energia viene recuperata, e vediamo se riesco a convincervi.

Innowattech :: Technical Information

tralasciando almeno per il momento il discorso del maggiore consumo o meno ...
in soldoni quanto costerebbe un impianto da 1 Kwp ???
e quanti automezzi sono necessari per poter avere una discreta produzione di energia ??
solo per avere un idea di massima sul rientro economico di un eventuale investitore ...

Miller , allora il discorso potrebbe funzionare anche sui binari del treno , e nelle piste degli aeroporti , non solo nel asfalto , l'aereo quando decolla eroga una potenza enorme in aria compressa , basterebbe mettere dei panelli bassi con i piezo , ma forse sarebbero meglio delle microturbine eoliche , e magari alimentarci le luci delle piste ect .