Ecco una ripartizione del processo, inclusi i tipi di accumulo di energia:
1. Convertire l'energia meccanica in energia elettrica:
Questo processo si basa sui principi dell'elettromagnetismo . Ecco come funziona:
* Generatori: L'energia meccanica (come la rotazione) viene applicata a un generatore. Questo di solito coinvolge un rotore rotazione all'interno di uno statore .
* Campo magnetico: Il rotore contiene magneti o elettromagneti, che creano un campo magnetico.
* Conduttori: Lo statore ospita bobine di filo (conduttori).
* Induzione elettromagnetica: Il campo magnetico del rotore rotante taglia attraverso le bobine stazionarie nello statore, inducendo una forza elettromotiva (EMF) all'interno dei conduttori. Questo EMF provoca il flusso di elettroni, creando una corrente elettrica.
2. Conservare l'energia elettrica generata:
Esistono vari modi per immagazzinare energia elettrica, ognuna con i propri vantaggi e svantaggi:
* Batterie:
* Come funzionano: Le batterie convertono l'energia chimica in energia elettrica attraverso reazioni elettrochimiche.
* Vantaggi: Alta densità di energia, tecnologia matura relativamente economica.
* Svantaggi: Vita a ciclo limitato, potenziali problemi di sicurezza, impatto ambientale dallo smaltimento.
* Esempi: Batterie agli ioni di litio, batterie al piombo-acido.
* Condensatori:
* Come funzionano: I condensatori immagazzinano energia accumulando una carica elettrica sulle loro piastre.
* Vantaggi: Carica rapida e scarica, lunga durata del ciclo.
* Svantaggi: Una densità di energia inferiore rispetto alle batterie, capacità limitata.
* Esempi: Supercapacitori, ultracapacitori.
* Flywheels:
* Come funzionano: I volanti memorizzano l'energia meccanica come energia cinetica rotazionale. Questa energia può essere convertita in energia elettrica usando un generatore.
* Vantaggi: Carica rapida e scarica, lunga durata del ciclo, nessuna emissione.
* Svantaggi: Alti costi iniziali, requisiti di spazio, potenziali problemi di sicurezza.
* stoccaggio idroelettrico pompato:
* Come funzionano: L'acqua viene pompata in salita a un serbatoio durante i periodi di bassa domanda. Quando la domanda è alta, l'acqua viene rilasciata in discesa attraverso le turbine per generare elettricità.
* Vantaggi: Archiviazione su larga scala, tecnologia affidabile e matura.
* Svantaggi: Impatto ambientale specifico del sito, costi iniziali elevati.
* stoccaggio dell'energia dell'aria compressa:
* Come funzionano: L'aria viene compressa e conservata in caverne sotterranee o serbatoi durante i periodi di bassa domanda. Quando la domanda è alta, l'aria compressa viene rilasciata per guidare una turbina, generando elettricità.
* Vantaggi: Archiviazione di lunga durata, potenziale per la distribuzione su larga scala.
* Svantaggi: Alti costi iniziali, potenziali problemi ambientali, specifici del sito.
Quale metodo di archiviazione è il migliore?
La scelta migliore dipende da diversi fattori, tra cui:
* Scala del sistema: I piccoli sistemi possono essere adatti alle batterie, mentre i sistemi su larga scala possono richiedere l'idro pompato o l'aria compressa.
* Costo: Le batterie sono generalmente più economiche dei volattini o idroelettrico pompato.
* Applicazione: Per la conservazione ad alta potenza e di breve durata, i supercondensatori sono adatti. Per lo stoccaggio a lungo termine, le batterie o l'idro pompato possono essere più appropriate.
* Considerazioni ambientali: Le batterie e l'idro pompato hanno impatti ambientali che devono essere considerati.
Esempi:
* Turbine eoliche: Le turbine eoliche usano energia meccanica dal vento per generare elettricità. L'elettricità viene quindi immagazzinata in batterie o sistemi idroelandesi pompati per un uso successivo.
* Pannelli solari: I pannelli solari usano la luce solare per generare elettricità. L'elettricità può essere immagazzinata in batterie o sistemi idroelandesi pompati per l'uso di notte o durante i periodi di bassa irradianza solare.
In sintesi:
La conversione dell'energia meccanica in energia elettrica comporta l'uso di generatori per indurre la corrente nei conduttori. L'elettricità generata può quindi essere conservata utilizzando vari metodi, ciascuno con i propri benefici e svantaggi. La scelta del metodo di archiviazione dipende dall'applicazione e dai requisiti specifici.
