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Pannelli Fotovoltaici

Energia dalla strada

maggio 4, 2018 Commenti (0) Ingegneria Energetica Tempo di Lettura:

Le nuove luci della strada

In questo articolo presentiamo le “smart solar street lights”, ovvero dei lampioni sui quali sono installati 2 sistemi di conversione energetica: pannelli fotovoltaici di ultima generazione, unito ad un sistema per convertire energia dai “passi” delle persone che prende il nome di “smart street”. Grazie a queste due differenti fonti non solo si auto-alimentano i led e si fornisce così la luce necessaria per illuminare, ma si creano vere e proprie stazioni di rifornimento di energia elettrica.

Con le “smart solar street lights” completiamo con un’ idea nuova e  innovativa il tema già trattato nel precedente articolo diviso in due parti: La sconfitta della paura del buio (Parte 1) e La sconfitta della paura del buio (Parte 2).

Pannelli fotovoltaici

I pannelli montati su questi lampioni sono di ultima generazione; si tratta quindi della terza generazione ed i rendimenti si attestano in media poco sopra il 20 % (per ulteriori informazioni su questa tipologia di pannelli si veda articolo Pannelli Solari e la loro evoluzione).

 

Modello di “Smart solar street lights“ installato alla Haverford, University Philadelphia

Smart Street

Tra i primi ideatori di questo sistema citiamo la Paveng  Systems, società di tecnologia fondata nel 2009 da Laurence Kemball-Cook.

Lo sviluppo del primo prototipo delle piastrelle PaveGen è stato finanziato dalla “Royal Society of Arts International Design Directions” e permetteva oltre alla conversione di energia cinetica in elettricità, di raccogliere dati sui modelli di traffico a piedi.

La piastrella di prima generazione è stata realizzata in polimeri riciclati, con la superficie ricavata da pneumatici per autocarri usati.

Il funzionamento

Il sistema sfruttato da queste piastrelle si basa sull’effetto piezoelettrico che è una proprietà di alcuni materiali cristallini di polarizzarsi generando una differenza di potenziale quando sono soggetti a una deformazione meccanica e di deformarsi in maniera elastica quando sono attraversati da corrente.

Il materiale che compone la mattonella, una volta deformato a causa del peso della persona che cammina su di essa, reagisce come un condensatore (dentro i materiale le facce del reticolo cristallino si schiacciano, polarizzandolo e generato la differenza di potenziale).

Nel momento in cui le facce generanti la “ddp” vengono collegate da un circuito esterno, viene generata una corrente elettrica detta piezoelettrica che viene accumulata da alcuni generatori posti al di sotto della mattonella ed inviata nel generatore principale del lampione, pronta per essere usata per ricaricare i dispositivi elettronici dei passanti o permettere l’accensione dei led del lampione stesso.

L’ottimizzazione della conversione di energia cinetica in elettrica e quindi dell’effetto piezoelettrico è tuttavia appartenente al brevetto della PaveGen.

 

funzionamento di una mattonella facente parte della “smart street”

 

Guadagni energetici delle smart street

Gli ingegneri PaveGen hanno stimato che questo sistema generi dai 4 agli 8 Watt per passo a 12-48 volt DC; ogni singolo passo è quindi sufficiente per permettere il funzionamento dei led del lampione per circa 30 secondi.

Utilizzi delle smart street

Tra il 2006 e il 2008 nella discoteca “Watt”, il Sustainable Dance Club di Rotterdam, è stato realizzato un pavimento composto interamente da queste mattonelle che convertono l’energia cinetica in energia elettrica; questo ha permesso alla struttura di risparmiare circa il 30% dell’energia, ottenendola dai ballerini che vengono sfidati dal DJ e spronati a “produrre” ancora più energia.

Tra le principali installazioni, si citano la stazione metropolitana di West Ham di Londra in occasione dei Giochi Olimpici del 2012, la smart street ideata da Schneider Electric con la quale si è raccolta energia dai corridori della Maratona di Parigi nel 2013 e l’utilizzo della suddetta tecnologia su un campo da calcio pubblico a Rio de Janeiro per consentire, con l’energia accumulata, di illuminare la struttura e continuare il gioco dopo il tramonto.

Una delle ultime installazioni è stata effettuata in una via di Londra: Bird Street

Bird Street, London

Sono così stati spiegati i due sistemi che lo “smart solar street lights” utilizza per generare ed accumulare energia elettrica.

Uno dei modelli più recenti di questi lampioni è stato realizzato dalla “EnGo PLANET”, azienda nata nel 2016 il cui scopo è consentire alle città di essere energeticamente autosufficienti.

 

Installazioni

Una delle prime imstallazioni del modello di “smart solar street lights” della EnGo PLANET è stata effettuata a Las Vegas nel quartiere artistico Boulder Plaza nell’anno corrente, il 2017.

Altre importanti installazioni sono state effettuate in  Bosnia and Herzegovina ed alla Haverford University a Philadelphia.

Le più recenti installazioni sono state in medio oriente dove i bassi costi di installazione e il miglioramento della manutenzione a lungo termine rendono questa tecnologia particolarmente adatta per raggiungere elevati livelli di illuminazione e ridotti costi anche nelle posizioni più remote.

Ulteriori vantaggi

Oltre al guadagno energetico, questi lampioni raccolgono dati in tempo reale quale umidità dell’ aria e temperatura, hanno una rete Wi-Fi gratuita e permettono di ricaricare gli apparecchi elettronici con l’ energia accumulata. Consentono inoltre l’installazione di telecamere di video sorveglianza e sensori che monitorano il traffico in tempo reale.

Un altro dei vantaggi fondamentali è la possibilità di comandarlo a distanza mediante un software online, questo vuol dire che, nel momento in cui i dati elaborati dal lampione indicano che non sono presenti individui, si possono regolare le luci di conseguenza di modo da risparmiare ulteriormente energia.

Un possibile miglioramento – il nostro parere

Possiamo affermare che le “smart solar street lights” sono i lampioni che illumineranno il futuro delle nostre strade con energia pulita.

I costi di installazione iniziale non sono elevati come saremmo portati a pensare e non necessitano di manutenzione frequente senza contare che eventuali guasti sarebbero subito rilevati dal controllo mediante il software online; proprio per questi motivi la richiesta delle “smart solar street lights” sta aumentando velocemente.

Un possibile completamento delle “smart solar street lights” potrebbe essere l’installazione di un ulteriore componente ovvero dei “semafori smart”, anche questi già sperimentati che sfrutterebbero i sensori e il Wi-Fi del lampione per rilevare i dati del traffico e modificare così la durata dei classici colori in base alle esigenze. I semafori sarebbero alimentati da parte dell’energia elettrica che si otterrebbe dalla combinazione pannello fotovoltaico “smart street” formando un’ unica struttura perfettamente autosufficiente ad energia pulita.

 

Risvolto economico e l’importanza dell’ innovazione

Le nuove tecnologie, come quelle che abbiamo presentato in questo articolo, unite alle teorie economiche che tengono in considerazione l’ importanza degli investimenti nelle fonti energetiche rinnovabili, possono fornire una delle chiavi per affrontare adeguatamente i problemi del nostro futuro. Pensate quali processi si innescherebbero se le Amministrazioni di grandi città come: Roma, Napoli, Milano, Torino scegliessero di sostituire integralmente i lampioni stradali attuali con quelli che utilizzano le tecnologie trattate, sfruttando piani pluriennali finanziati dallo Stato e dalle banche. Le “nuove luci ” sarebbero ottime soluzioni per i centri storici in quanto eviterebbero interventi infrastrutturali rilevanti.

In Italia ed in Europa esistono già centri di ricerca, soluzioni tecnologiche ed industriali, aziende produttrici in grado di svilupparsi per corrispondere alle nuove domande del mercato; sarebbero migliaia di posti di lavoro, linee industriali e commerciali che tornerebbero nei nostri territori, ridando futuro e prospettive al nostro Paese

 

Concludo l’articolo citando “il teorema del lampione”, libro di Jean-Paul Fitoussiedito da Einaudi, 2013 Giulio Einaudi editore s.p.a., Torino, dove, il prestigioso autore francese,

(in nota: ripetere nome e cognome, professore emerito presso Sciences Po a Parigi, professore presso l’Università LUISS di Roma, membro del Center on Capitalism and Society della Columbia University (USA) fine nota in calce),

crea una suggestiva metafora riferendo la storiella di “un tizio che cercava le chiavi sotto il lampione non perchè le avesse perse lì, ma perchè quello era l’unico punto illuminato della strada”.

 

Se la metafora identificasse nella persona che cerca le chiavi coloro che possono investire e se le chiavi rappresentassero la possibilità di aprire la porta del futuro, la tecnologia appena descritta ci permetterebbe di trovare facilmente queste chiavi perché  non illumina solo dove si passeggia (il presente) ma, come abbiamo visto, appena rileva un individuo, si accendono le luci dei lampioni davanti a lui (il futuro). Queste sono “le nuove luci della strada”.

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