Renzo Emili
La Città Elettrica
L’energia è trasferita al volano per mezzo di una coppia meccanica applicata sull’asse di rotazione del dispositivo (ad esempio generata da un motore elettrico). Questa coppia incrementerà la velocità angolare determinando quindi il trasferimento di energia dal dispositivo generatore della coppia al volano.
Viceversa il volano rilascerà energia quando egli stesso eserciterà una coppia meccanica sull’asse di un dispositivo ricevitore (ad esempio un generatore elettrico), riducendo la propria velocità angolare.
L’interesse dei volani (o flywheels) per i processi di mobilità risiede nella possibilità di questi stessi dispositivi di poter fornire e/o scaricare sui motori del veicolo utilizzatore impulsi d’energia con velocità di trasferimento che superano le capacità della sua normale fonte di alimentazione (ad esempio la
Viceversa il volano rilascerà energia quando egli stesso eserciterà una coppia meccanica sull’asse di un dispositivo ricevitore (ad esempio un generatore elettrico), riducendo la propria velocità angolare.
L’interesse dei volani (o flywheels) per i processi di mobilità risiede nella possibilità di questi stessi dispositivi di poter fornire e/o scaricare sui motori del veicolo utilizzatore impulsi d’energia con velocità di trasferimento che superano le capacità della sua normale fonte di alimentazione (ad esempio la
Fig. 5
Fig. 4
linea di contatto oppure una batteria elettrica di trazione), o per sopperire alla sua eventuale sopravvenuta interruzione.
Un volano per rotabili ferrotranviari in grado di recuperare l’energia di frenatura in un range di 10 -130 kWh tipicamente richiede una massa di circa 3.000 kg e velocità angolare comprese in un range di 8.000-15.000 rpm (revolutions per minute).
Un volano per rotabili ferrotranviari in grado di recuperare l’energia di frenatura in un range di 10 -130 kWh tipicamente richiede una massa di circa 3.000 kg e velocità angolare comprese in un range di 8.000-15.000 rpm (revolutions per minute).
Fig. 6
In fig.6 è rappresentato lo schema elettrico di principio alla base di una cosiddetta “batteria a volano”.
Nella fig.7 in colore blu scuro si può osservare la zona di disposizione su una Ragone Chart delle Conventional Flywheels ed Advanced Flywheel , posta a confronto con altre modalità di stoccaggio dell’energia.
Rotterdam (2005), Test Tram ALSTOM CITADIS with flywheel
The CITADIS is a modern, fully low floor tram of Alstom. For test & demonstration a CCM
flywheel system has been installed on CITADIS roof. The CCM flywheel offers CITADIS
capabilities as: “Autonomy Mode” (wireless tram) and “Economy Mode” (energy recovery and less heavily loading of energy supply infrastructure).
flywheel system has been installed on CITADIS roof. The CCM flywheel offers CITADIS
capabilities as: “Autonomy Mode” (wireless tram) and “Economy Mode” (energy recovery and less heavily loading of energy supply infrastructure).
Fig.7
Results of tests:
1) The vehicle can be operated as a normal CITADIS;
2) In “Autonomy Mode” the vehicle (40 tons) has shown the following results:
- 2,000 m running distance without overhead wire;
- the vehicle can run up to 50 km/h on flywheel power;
- the Erasmus bridge (Length 900 m; Height 15m) in Rotterdam is crossed in
“Autonomous Mode”;
- covering 3 stops before re-charging is required.
3) The “Economy Mode” is under test now. The flywheel system will recover brake energy and less heavily load the energy supply infrastructure.
1) The vehicle can be operated as a normal CITADIS;
2) In “Autonomy Mode” the vehicle (40 tons) has shown the following results:
- 2,000 m running distance without overhead wire;
- the vehicle can run up to 50 km/h on flywheel power;
- the Erasmus bridge (Length 900 m; Height 15m) in Rotterdam is crossed in
“Autonomous Mode”;
- covering 3 stops before re-charging is required.
3) The “Economy Mode” is under test now. The flywheel system will recover brake energy and less heavily load the energy supply infrastructure.
Rotterdam, il tram Alstom “Citadis” equipaggiato con flywheel attraversa il ponte “Erasmus Bridge”, rappresentato nelle foto, percorrendo tutti i 900 m della sua lunghezza senza l’ausilio della linea di contatto.
Il flywheel del tram provato a Rotterdam è costituito da fibra di carbonio. Questo flywheel ha un diametro di 625 mm, una lunghezza assiale di 280 mm ed è progettato per 22.000 rpm.
Schema generico di un “Advanced Flywheel” (Confrontare con fig.7) equipaggiato con rotore sotto vuoto e cuscinetti elettromagnetici. Questo tipo di flywheel possiede un’auto scarica praticamente nulla, conservando l’energia immagazzinata per decine di anni.
