Energy Harvesting, ovvero come recuperare parte dell'energia presente nell'ambiente, che altrimenti andrebbe dispersa, e convertirla in un'altra forma utilizzabile di energia, come l'elettricità. Vediamo in questo articolo un'idea originale per convertire in elettricità l'energia prodotta dagli ammortizzatori dei veicoli.

Il tema dell'energy harvesting sta assumendo un'importanza notevole a livello mondiale, soprattutto in questi tempi di spesa energetica sempre più crescente. Questo blog ha sempre dato ampio spazio e rilevanza a questo argomento, con particolare riguardo verso i contributi forniti nel campo specifico dell'elettronica (si pensi ad esempio ai prodotti sviluppati da Linear Technology). In questo articolo vedremo invece una tecnica ideata e sviluppata da una startup americana, il cui obiettivo è quello di convertire l'energia prodotta dal movimento degli ammortizzatori dei veicoli in energia elettrica, consentendo un significativo risparmio di carburante.

Levant Power e l'Energy Harvesting

Questo è il nome dell'azienda, nata da un gruppo di ricercatori dell'MIT e con sede a Cambridge (Massachuttes), che ha sviluppato questo prodotto con il quale è possibile ottenere un risparmio di carburante compreso tra l'1,5 ed il 6%, a seconda del veicolo e delle condizioni di guida. Essi ritengono, inoltre, che il sistema possa migliorare le condizioni di stabilità del veicolo. Levant ha dimostrato la validità della tecnologia sviluppata attraverso test su strada eseguiti con un Humvee, ed estenderà i test coinvolgendo altri tipi di mezzi come camion, autobus, ed altri veicoli.

L'ammortizzatore GenShock

Questi ammortizzatori, denominati GenShock, esteriormente sono paragonabili agli ammortizzatori tradizionali, fatta eccezione per un cavo elettrico che fuoriesce dagli stessi, e possono essere installati sui normali veicoli da un comune meccanico. Gli ammortizzatori si collegano ad un sistema di gestione dell'energia in grado di interfacciarsi con altre sorgenti di potenza, come i sistemi di frenata rigenerativa, i dispositivi termoelettronici in grado di convertire il calore disperso in elettricità, oppure ancora i comuni pannelli solari. L'energia prodotta dagli ammortizzatori viene quindi immessa nell'impianto elettrico del veicolo, riducendo in questo modo il carico dell'alternatore. Nelle immagini seguenti sono mostrati, rispettivamente, l'aspetto esteriore dell'ammortizzatore e le varie parti che lo compongono. L'ammortizzatore funziona esattamente come un modello convenzionale, con la differenza che la sua testa è stata modificata per includere un meccanismo che ruota mentre il pistone si muove su e giù all'interno dell'olio, creando di fatto un generatore in miniatura. E' presente inoltre una sofisticata elettronica di controllo che, basandosi sull'informazione proveniente da accelerometri e da altri sensori, è in grado di variare il grado di durezza degli ammortizzatori e migliorare pertanto la stabilità del veicolo. Ad esempio, se si sta per affrontare una curva verso sinistra, il sistema può automaticamente irrigidire maggiormente gli ammortizatori sul lato destro, migliorando la stabilità in curva.

Il sistema offre i migliori risultati sui veicoli pesanti e sui fuori strada, specialmente quando questi si muovono velocemente su terreno sconnesso, e tra le possibili applicazioni non è escluso l'impiego in qualche mezzo militare. Al fine di contenere il più possibile i costi, gli ammortizzatori sono costruiti usando in maggioranza componenti già disponibili sul mercato; si vuole, pertanto, evitare di ripetere l'insuccesso avuto a suo tempo dagli ammortizzatori attivi, che furono scartati proprio per il loro costo troppo elevato per i veicoli di serie. L'obiettivo di Levant non è quello di produrre essa stessa gli ammortizzatori, quanto piuttosto concedere delle licenze per la loro fabbricazione.

Qualche veicolo di tipo ibrido è già oggi in grado di recuperare energia dalla frenata, ma nessuno, finora, aveva pensato di recuperare energia anche dagli ammortizzatori. La quantità di energia recuperabile è tanto più elevata quanto maggiore è la massa del veicolo, per cui i benefici maggiori si hanno appunto per i mezzi pesanti o nei mezzi come l'Humvee.

Test eseguiti su un camion dotato di 6 ammortizzatori hanno dimostrato che ciascun ammortizzatore può produrre anche 1kW di potenza viaggiando su una strada normale, una quantità di energia considerevole in grado di ridurre il carico dell'alternatore ed alimentare altre unità come un condizionatore. Sistemi di questo tipo potrebbero avere un futuro, tenendo conto che solo il 20% dell'energia prodotta dalla combustione del carburante viene effettivamente impiegata per far spostare il veicolo, e parte dell'energia non utilizzata viene appunto dispersa nel sistema di sospensioni e ammortizzatori.

Il costo addizionale comportato dagli ammortizzatori GenShock rispetto alla soluzione tradizionale può essere ammortizzato (scusate il gioco di parole), secondo i tecnici della Levant Power, in circa un anno, grazie al risparmio di carburante che questa soluzione comporta. Inoltre, con questa soluzione si allungherebbe la durata di molti componenti del veicolo, tra cui, in primis, le sospensioni, e si potrebbero installare sul veicolo degli alternatori più piccoli, leggeri, ed economici. E' inoltre una soluzione che si presta all'utilizzo anche nei veicoli ibridi ed in quelli elettrici.

Levant Power