Auto del futuro: recuperare l’energia per ridurre gli sprechi e aumentare il risparmio con generatori termoelettrici

A volte si parla, impropriamente, di produzione di energia: in realtà l’energia non viene prodotta, ma soltanto trasformata. Uno dei principi fondamentali della fisica stabilisce la conservazione dell’energia: l’energia può passare da una forma all’altra (energia cinetica o di movimento, energia gravitazionale, energia chimica, elettrica, calore, eccetera), ma non si crea e non si distrugge. Il problema fondamentale dal punto di vista dell’utilizzo è quello di disporre di energia in una forma che si presti per l’uso che se ne vuole fare. Una forma di energia estremamente flessibile, di facile impiego e immediatamente fruibile è l’energia elettrica.

Una forma di energia che il più delle volte viene sprecata è il calore. E’ eclatante il caso delle lampadine a incandescenza in cui solo il 5% dell’energia che fa funzionare la lampadina è convertita in luce, il resto è disperso sotto forma di calore, se fate mente locale non avrete difficoltà a trovare tanti altri esempi simili. Per fortuna esiste un particolare dispositivo che può tornare molto utile al riuso di tale energia,il suo mome è dispositivo termoelettrico, ed è in grado di convertire il calore in elettricità e viceversa. Più in generale un modulo termoelettrico a stato solido è un sistema statico in grado di trasformare, mediante effetti termoelettrici, energia termica in energia elettrica (generatore termoelettrico) [TEG – ThermoElectric Generetor] o di trasferire energia termica da una capacità a temperatura più bassa ad una capacità a temperatura più elevata a spese di energia elettrica (refrigeratore o pompa di calore).

I generatori termoelettrici attuali non sono efficenti il loro funzionamento si basa sulla presenza di una differenza di temperatura tra due punti che ha come conseguenza l’instaurarsi di un flusso di energia termica dal punto caldo al punto freddo fino al raggiungimento dell’equilibrio termico. Questo flusso di calore può essere sfruttato per raccogliere energia riutilizzabile (tramite l’effetto Seebeck). Il processo di estrazione dell’energia dallo scambio di calore è governato dalle leggi della termodinamica, questo processo porta con sè purtroppo bassa efficienza, ovvero è necessaria una grande quantità di calore trasferita per raccogliere una quantità di energia.

Le automobili che sommergono le nostre città non sono ottimizzate per il recupero dell’energia termica. I motori delle macchine disperdono una notevole quantità di calore, la maggior parte dell’energia potenziale contenuta nel petrolio viene restituita sotto forma di calore dal motore, mentre solo un quarto è usata per ottenere energia meccanica. L’idea che si sta valutando e sperimentando nei centri di ricerca è quella di sfruttare il calore dai gas di scarico dell’auto per produrre corrente utile al risparmio di carburante. Prototipi che vanno in questa direzione sono in lavorazione già da tempo per esempio al Salone internazionale dell’automobile 2009 di Ginevra è stato presentato con il progetto BMW EfficientDynamics un primo prototipo e ultimamente un team della Purdue University, in collaborazione con la General Motors, sta mettendo a punto un sistema che sfrutta un generatore termoelettrico.

 

 

Bibliografia:

http://ask.forumer.it/come-si-produce-lenergia-elettrica

http://blog.crit-research.it/?p=1846

http://it.wikipedia.org/wiki/Generatore_termoelettrico_a_radioisotopi

http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Seebeck

http://www.yeslife.it/Tubi-di-scappamento-non-tutti-i-mali-vengono-per-nuocere

http://www.rinnovabili.it/alla-purdue-university-i-gas-di-scarico-divengo-elettricita-403475

http://www.nextme.it/scienza/energia/1329-benzina-troppo-cara-lauto-del-futuro-si-aliementera-col-gas-di-scarico

http://www.vlsilab.polito.it/thesis/battaglia/node10.html

http://www.bmw.it/it/it/insights/technology/efficient_dynamics/overview.html

http://www.thinkdigit.com/General/Researchers-turn-exhaust-heat-into-energy_5784.html

 

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