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#Tendenze
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Raccolta dell'energia proveniente dalle strade
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Le nuove tecnologie catturano l'energia ambientale e la convertono in energia elettrica
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Immagini utilizzare milioni di chilometri delle strade pavimentate intorno al mondo per raccogliere l'energia. Oltre ai costi di investimento iniziali richiesti per attrezzatura ed installazione, questa fonte di energia è libera di produrre e non ha effetto contrario sull'ambiente. Invece, usa la luce solare o le vibrazioni meccaniche prodotte in veicoli per generare l'energia elettrica.
L'energia raccolta dalle strade cattura l'energia ambientale inutilizzata e la converte in energia elettrica. Questa elettricità può poi essere usata per alimentare le infrastrutture stradali quali le luci ed i segnali. Può essere immagazzinata in batterie per uso una volta avuta bisogno di o inserita nella griglia di energia elettrica. E, perché usa la rete stradale attuale, nessuno spazio della nuova terra deve essere assegnato.
Le norme internazionali svolgono un ruolo chiave nello sviluppo di queste soluzioni. Il comitato tecnico di IEC (TC) 47 sviluppa le norme internazionali per i dispositivi a semiconduttore compreso quelli che raccolgono l'energia. Le batterie utilizzate per memorizzare l'energia elettrica contano sul lavoro di standardizzazione dell'IEC TC 21. L'IEC TC 8 ed il suo sottocomitato (Sc) 8A sviluppano le norme per i sistemi di attrezzatura elettronica, compreso l'integrazione di potere generata dalle fonti di energia rinnovabili ed inserita nella griglia elettrica. Un gruppo dei sistemi, energia astuta di SyC, recentemente è stato installato per fornire la normalizzazione, la coordinazione e l'orientamento del livello di sistemi nei settori della griglia astuta e dell'energia astuta.
Dove la strada incontra il sole
Le tecniche sono state sviluppate per disporre i moduli fotovoltaici direttamente sopra un fondo stradale per catturare l'energia solare. L'energia può essere raccolta dagli oltre 16 milione chilometri delle strade pavimentate intorno al mondo che sono esposte a luce solare.
Tuttavia, installare i moduli di vetro sulle carreggiate non è abilità facile. I pneumatici dell'automobile devono potere afferrare il fondo stradale ed i pannelli di vetro devono essere durevoli e capaci di resistenza dei pesi pesanti. Proteggendo dagli alberi, le costruzioni e le nuvole possono ridurre l'esposizione al sole.
Malgrado queste sfide, parecchie società hanno sviluppato i moduli fotovoltaici che possono sostituire l'asfalto o essere disposti direttamente sopra le carreggiate attuali. Mentre queste soluzioni sono private, contano sulle norme internazionali sviluppate dall'IEC IL TC 82, che è responsabile dei sistemi energetici fotovoltaici solari.
Negli Stati Uniti, le carreggiate solari ha sviluppato i moduli solari che includono i microprocessori affinchè le luci del diodo luminescente e di comunicazione intelligente (LED) per le linee ed il contrassegno come pure gli elementi riscaldanti fondessero la neve ed il ghiaccio. In Francia, la strada solare di Wattway attualmente trialled attraverso il paese, includente all'entrata di una cabina di tributo dell'autostrada per alimentare i portoni e le macchine di pagamento. In Cina, una strada da due chilometri è stata costruita nella provincia di Shandong allo scopo delle iluminazioni pubbliche di potenza e contenere un sistema difusione sulla strada. L'inaugurazione di un nuovo prodotto, tuttavia, è limitata data l'alto costo di questi moduli fotovoltaici (PV) e l'incertezza per quanto riguarda i livelli reali di energia generati. Le alternative sono state suggerite: disponendo i pannelli di PV accanto alle strade o nelle aree non critiche quali le aree di parcheggio, i percorsi della bici e le strade private.
I generatori termoelettrici (TEGs) possono anche essere utilizzati per raccogliere l'energia proveniente dalle strade. Sulla base dell'effetto Seebeck, TEGs può convertire l'energia geotermica – prodotta dal differenziale di calore fra il fondo stradale e gli strati sotto – in energia elettrica. Come gli aumenti differenziali della temperatura, l'energia più elettrica è prodotta, così rendente questa tecnologia ben adattata alle aree con estremamente caldo. Nel 2017, l'IEC IL TC 47 ha preparato l'IEC 62830-2 serie delle norme che forniscono i metodi per la valutazione del potere termico dei film sottili utilizzati nell'energia termoelettrica che raccoglie i dispositivi.
La ricerca è attualmente in corso nel sud-ovest degli Stati Uniti verificare questa tecnologia e potenzialmente usarla nelle zone rurali ed in aeroporti alle luci di potere ed ai sensori di traffico.
Buone vibrazioni
Le vibrazioni prodotte da una guida di veicoli sulla strada possono essere usate per generare l'elettricità.
La piezzoelettricità è la carica elettrica prodotta da determinati cristalli quando uno sforzo meccanico si applica. In primo luogo dimostrato nel 1880 dai fratelli Pierre e Jacques Curie, l'effetto piezoelettrico ha cominciato soltanto ad avere applicazioni pratiche nelle tre decadi scorse. Le norme per la tecnologia piezoelettrica sono sviluppate dall'IEC TC 49, che indirizza i dispositivi piezoelettrici, dielettrici ed elettrostatici.
I cristalli piezoelettrici possono anche essere incastonati sotto uno strato di asfalto. Mentre le automobili guidano sopra la strada, le ruote esercitano una forza che cause questi cristalli per deformare e generare energia elettrica. Questa energia può poi essere usata per alimentare le iluminazioni pubbliche o può essere immagazzinata in batterie per uso successivo. L'IEC 62830-1 serie, pronte dall'IEC IL TC 47, comprende i metodi per la valutazione della prestazione ad di energia piezoelettrica basata a vibrazione che raccoglie i dispositivi.
Negli Stati Uniti, lo stato della California ha investito USD 2,3 milioni per costituire un fondo per i due progetti indipendenti allo scopo di determinare l'attuabilità di includere i dispositivi piezoelettrici in strade per raccogliere l'energia. Una simile prova è in corso all'università di Lancaster nel Regno Unito. Tuttavia, le sfide rimangono. I fattori che aumentano l'efficienza piezoelettrica della strada sono collegati inversamente con la durevolezza di una strada. Le strade con le intensità di traffico importanti dai veicoli resistenti che viaggiano alle alte velocità genereranno una maggior uscita di energia rispetto alle strade a pochi traffico, automobili leggere e basse velocità.
Inoltre ancora non è stato confermato se i costi connessi con le strade d'installazione e di mantenimento incastonate con la tecnologia piezoelettrica sono compensati dall'elettricità hanno generato, dato la sua efficienza di conversione di energia relativamente bassa. L'altra energia che raccoglie le soluzioni, quali i moduli di PV accanto alle strade, può essere più economica installare e generare gli più alti volumi di elettricità.
E giù la strada…
L'energia che raccoglie le soluzioni che usano le strade è ancora nelle loro fasi iniziali. Poiché gran parte di ricerca e sviluppo correnti è stato intrapreso dalle aziende private, c'è disponibilità pubblica limitata dei dati. I costi rimangono massimo dati la mancanza di fabbricazione in serie.
Alcune di queste soluzioni possono ancora guadagnare la trazione. Le tecnologie supplementari quali i sensori ed i microprocessori hanno potuto essere comprese che l'infrastruttura del monitor e condizioni di traffico veicolari in tempo reale. Tali soluzioni conteranno sulle norme sviluppate dal comitato tecnico del giunto di ISO/IEC, dal JTC 1/SC 25 per i sistemi a microprocessore e dall'IEC IL TC 47 per i sensori. Non è ancora chiaro le quali tecnologie, all'occorrenza, saranno implementate. Ma l'entusiasmo rimane nell'inseguimento delle energie rinnovabili.