Energia dal passaggio delle auto sui dossi: facciamo due conti

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Ha suscitato molto interesse la notizia dei dossi rallentatori in grado di generare energia. Vediamo di fare qualche calcolo sul potenziale che un’installazione del genere permette

Ieri abbiamo parlato dei PowerBumps, dossi rallentatori, progettati da Underground Power, che saranno installati presso il centro commerciale Auchan di Rescaldina a partire dal prossimo autunno. Ci avete scritto in molti anche criticando la cifra della produzione di 100mila kWh all’anno, così ci siamo messi a fare dei conti per vedere se in teoria è una cifra sostenibile.

Nell’ipotesi che il centro commerciale sia aperto tutto l’anno, che transitino 8.500 veicoli ogni giorno e che ognuno di essi transiti, per una sola volta, sul dosso rallentatore, i transiti totali sul dosso saranno: 365 x 8.500 = 3.102.500.

Se l’obiettivo è, con questi dati, di generare 100.000 kWh / anno, ogni transito dovrà generare: 100.000 / 3.102.500 = 0,0322 kWh = 32,232 Wh = 116.035,455 J. Dal momento che ogni veicolo ha due assi, ogni asse dovrà generare un’energia di 116.035,455 / 2 = 58.017,728 J.

Ipotizzando un peso medio di 1.000 kg per ogni veicolo, e quindi un peso di 500 kg gravante su ogni asse, si deduce che ogni asse potrà esercitare una forza di 500 x 9,81 = 4.905 N sul dosso. Per generare, con questa forza, un lavoro di oltre 58.000 J, lo spostamento deve essere pari a 58.017,728 / 4.905 = 11,83 metri!

Dal momento che tale ipotesi non è evidentemente plausibile, si deve pensare che anche l’energia cinetica del veicolo partecipi alla generazione dell’energia elettrica.

Ipotizzando una velocità di 30 km/h, pari a circa 8,33 m/s, l’energia cinetica associata ad un veicolo di massa 1.000 kg è pari a 1/2 mv2 = 0,5 x 1000 X 8.33= 34.722 J = 9,64 Wh.

Questa energia sarebbe interamente recuperabile portando il veicolo da 30 km/h all’arresto completo. Anche se è probabile che il guidatore non desideri restare immobile subito dopo aver oltrepassato il dosso!… Verosimilmente accelererà per opporsi al rallentamento. Il dosso non può essere troppo lungo da attraversare.

Il suo effetto di rallentamento quindi deve prodursi nel giro di pochi centimetri. Se arrestasse il veicolo da 30 a 0 km/h in pochi centimetri, l’accelerazione subita dagli occupanti sarebbe paragonabile a quella di un urto contro parete. Viceversa, se il dosso estraesse davvero un lavoro paragonabile all’intera energia cinetica del veicolo sopraggiunto a 30 km/h, e il guidatore volesse opporsi alla tendenza al rallentamento, egli dovrebbe richiedere al motore dell’auto di compiere (nei pochi centimetri di attraversamento del dosso e quindi in poche frazioni di secondo) un lavoro paragonabile all’accelerazione tra 0 e 30 km/h, il che anche su strada liscia e piana richiede ben più di qualche centimetro.

In conclusione, la quota di energia cinetica associata al movimento orizzontale del veicolo che un dosso rallentatore di piccole dimensioni può ragionevolmente estrarre è solo una piccola parte dei 34.722 J sopra calcolati.

Supponiamo comunque, per semplicità, che li possa estrarre tutti e 34.722 J, che il motore ce la faccia, che gli scossoni impressi agli occupanti del veicolo non contino, e così via.

Siccome per far tornare i conti ogni veicolo deve generare 116.035 J di energia per transito, detratti i 34.722 J ottimisticamente ricavabili dall’energia di traslazione orizzontale, restano 81.313 J da generare per ogni transito convertendo energia potenziale gravitazionale.

Sostituendo 81.313 J ai 116.035 J nei conti riportati all’inizio si arriva alla conclusione che l’auto non deve più superare un dislivello verticale di 11,828 metri, ma “solo” di 8,28 metri. Ancora decisamente troppo. E oltretutto facendo varie assunzioni “concessive”: che tutta l’energia cinetica del veicolo sia recuperabile; che l’efficienza del processo sia del 100%; e così via.

Assumendo che il dislivello massimo tollerabile per il dosso sia di una decina di centimetri e non certo 8,28 metri, la quota di energia recuperabile dalla forza-peso diventa irrisoria, circa 980 J per transito: un’inezia, pari a circa 0,27 Wh per transito. Il resto deve essere recuperato per rallentamento, sottraendo energia cinetica al veicolo, ma anche da qui non sembrano poter provenire più di 9-10 Wh per transito, ottimisticamente. Nel complesso, cifre dell’ordine dei 27-30mila kWh/anno assumendo che ogni veicolo, nel corso di una visita all’ipermercato, superi una sola volta un dosso a recupero energetico.

I conti cominciano a tornare pensando però che ad ogni visita all’ipermercato ogni veicolo debba oltrepassare 4 dossi. Per esempio, due entrando e due uscendo. Le notizie disponibili dicono che verranno installati due dossi, ma larghi come tutta la carreggiata, e più lunghi di quello sperimentale presentato in questi giorni.

A questo punto i conti sembra possano davvero tornare, seppure con diverse assunzioni ottimistiche da verificare nella pratica.

1 COMMENTO

  1. L’energia elettrica prodotta da questi dossi é una energia immediata che deve essere utilizzata istantaneamente oppure essere scaricata direttamente in rete. Nel mio progetto di un dosso speciale, invece l’energia prodotta puo’ essere utilizzata in qualsiasi momento secondo la necessità richiesta……… come ad esempio il caricamento delle auto elettriche !!!!

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