Il volano sta tornando di moda nelle auto

Il volano oggi è usato in Formula 1 per avere energia.

Infatti sono presenti congegni a volano capaci di immagazzinare l’energia che si rende disponibile durante le frenate. Poi la restituiscono nelle fasi di accelerazione.

Si tratta di un’applicazione limitata. Questa in base ai regolamenti vigenti, regala ai bolidi 60 kW di potenza in più, sia pure per una manciata di minuti.

Negli anni cinquanta in Svizzera circolava il Gyrobus, misto tra un autobus e un filobus.

Infatti ai due capolinea, le aste di ricarica venivano alzate per alimentare il macchinario.

In pratica l’energia elettrica alimentava un motore che a sua volta metteva in rotazione un volano. Questo era equivalente ad un disco di acciaio di un metro e 60 centimetri di diametro pesante una tonnellata e mezza, che arrivava al suo regime ottimale di 3 mila giri al minuto.

Poi il Gyrobus si staccava dalla rete elettrica ed il volano metteva a sua volta in movimento il motore che cedeva energia elettrica ai due motori piazzati sugli assi delle ruote posteriori.

Così si potevano percorrere sei chilometri, senza quasi alcun rumore, con emissioni in atmosfera pari a zero e senza bisogno di alcuna batteria a bordo dei veicoli. Dieci minuti ed era di ritorno, pronto per una nuova ricarica. La ricarica durava 5 minuti, quanto la normale sosta di un autobus al suo capolinea.

Poi l’avvento del petrolio ha mandato in pensione questo mezzo e la sua tecnologia.

Oggi il lavoro su possibili applicazioni di questi organi rotanti si sta moltiplicando.

Alcuni costruttori di automobili ne stanno sperimentando l’utilizzo come alternativa alle batterie elettrochimiche nelle vetture ibride ricaricabili, mentre nell’ambito della produzione di energia elettrica, sono stati avviati da tempo impianti di generazione nei quali gli stessi volani vengono impiegati per bilanciare le fluttuazioni della rete.

Beacon Power

È il caso dell’americana Beacon Power che ha realizzato un sistema con alcune decine di moduli.

Ogni modulo ha un rotore di circa un metro di diametro e del peso di oltre una tonnellata, che viene portato a ruotare al regime di 16 mila giri al minuto.

Con questo peso e queste velocità, inutile tentare di utilizzare sistemi di sostegno tradizionali. Infatti i volani ruotano in camere a vuoto e sono retti da un sistema a levitazione elettromagnetica, per eliminare l’usura da attriti per contatti diretti.

L’energia accumulata da ciascun volano è nell’ordine dei 30 kWh e la potenza resa disponibile può arrivare a 180 kW per alcuni minuti e almeno 50 kW per oltre mezz’ora.

Rispetto alle grandi batterie, il volano ha due vantaggi: quello di una disponibilità di energia molto più rapida e quello di una lunga durata di vita, intesa come cicli di carica e scarica.

Nella pratica si tratta di lavorare per trovare i migliori compromessi tra peso del volano e giri velocità di rotazione. Questo determina la capacità di accumulo energetico.

Infatti se si potessero far girare i volani a 20 o 50 mila giri, basterebbe qualche decina di chilogrammi per far muovere un’utilitaria.

Ma a quelle velocità i materiali hanno seri problemi. Infatti quelli che reggono meglio lo sforzo al livello dell’asse di rotazione perdono letteralmente i pezzi alla periferia. Quelli che mantengono la loro solidità sono fragili dove si applica la forza.

E la soluzione c’è già in Formula 1, cioè i volani con acciaio, titanio e fibre, che girano a 64.500 giri al minuto e non si rompono.

Fonte

• https://www.eni.com/it-IT/mobilita-sostenibile/cover-volani-tornano-corsa.html