Micro storage: allo studio una soluzione in collaborazione con il settore automotive

NISSAN & ABB: ALLO STUDIO L’UTILIZZO DELLE BATTERIE DI SECONDA VITA DI NISSAN LEAF PER IMMAGAZZINARE ENERGIA

Questa partnership pone le basi per valutazioni tecniche e commerciali delle unità di energia delle batterie di Nissan LEAF

Nissan North America, Inc. e ABB, insieme a 4R Energy e Sumitomo Corporation of America, hanno siglato una partnership tesa a valutare le possibilità di riutilizzo delle batterie agli ioni di litio che alimentano Nissan LEAF, la prima vettura 100% elettrica prodotta su larga scala per il mercato mondiale.

L’accordo ha lo scopo di analizzare e testare le possibili applicazioni commerciali e per uso domestico delle batterie agli ioni di litio, utilizzate in precedenza sui veicoli elettrici, in modo da sfruttarle come sistemi di stoccaggio dell’energia. Questi sistemi permettono di immagazzinare energia dalla rete elettrica nei momenti di basso utilizzo, restituendola alla rete nei periodi di picco della domanda, migliorandone così le prestazioni o consentendo di fornire energia in caso d’interruzione della corrente. L’idea è sviluppare un prototipo del sistema, che utilizzi i moduli della batteria della Nissan LEAF e abbia una capacità di almeno 50 (kWh, poco oltre la capacità impiegata da due LEAF) - sufficiente a fornire corrente elettrica a 30 abitazioni per un’ora.

"La nostra capacità di gestire l'intero ciclo di vita della batteria del veicolo elettrico, anche dopo il suo utilizzo sulla vettura, è molto importante per Nissan”, ha dichiarato Ken Srebnik, Senior Manager, Nissa North America Corporate Planning. “Con lo sviluppo delle reti intelligenti, le innovazioni applicate ai sistemi di stoccaggio dell’energia stanno diventando sempre più diffuse: Nissan è orgogliosa di lavorare con ABB, 4R Energy e Sumitomo per contribuire a portare queste innovazioni sul mercato”. 4R Energy è una joint venture tra Nissan Motor Co., Ltd e Sumitomo Corporation per condurre ricerche e prove sul campo sull’utilizzo delle batterie agli ioni di litio di seconda vita, utilizzate in precedenza sui veicoli elettrici. Il sigla "4R" sta per: “Riutilizzo, Rifabbricazione, Rivendita, Riciclo”.

Le batterie dei veicoli elettrici, come quelle utilizzate su Nissan LEAF, hanno un ciclo di vita più lungo rispetto a quelle utilizzate su pc e cellulari. Dopo 10 anni conservano, infatti, una capacità energetica pari al 70% di quella nominale iniziale. Questa longevità consente di riutilizzarle per applicazioni diverse da quelle automotive e meno impegnative, anche dopo che hanno esaurito il proprio ciclo di vita sul veicolo: per esempio, per la creazione di “smart grid” nei sistemi di gestione energetica avanzata e/o per immagazzinare e conservare l’energia prodotta in maniera diffusa da piccoli impianti a fonte rinnovabile.

“Questo protocollo d’intesa ci consentirà di valutare la possibilità di mettere in commercio un sistema integrato di conservazione dell’energia e sviluppare un prototipo che consenta l’effettivo riutilizzo delle batterie di Nissan LEAF,” ha dichiarato Bruno Melles, Direttore Responsabile AAB Medium Voltage della divisione Power Products. “Siamo ansiosi di lavorare con i nostri partner per portare i sistemi d’immagazzinamento dell’energia ad uno stadio più avanzato”.

Si prevede che le innovative soluzioni di mantenimento dell’energia diventeranno un elemento chiave delle nuove “smart grid” (reti intelligenti), e contribuiranno ad aumentare efficienza, affidabilità e performance della rete elettrica. Questi sistemi permetteranno di integrare più facilmente nella rete le fonti di energia rinnovabile - come quella eolica o fotovoltaica. Con questo accordo, inoltre, sarà possibile valutare l’idoneità delle batterie Nissan per l’utilizzo nell’ambito dell’industria energetica, come soluzione economicamente efficace per stoccare l’energia.

Essendo pioniera nello sviluppo del business per il 'riutilizzo' delle batterie dei veicoli elettrici in applicazioni alternative, 4R ENERGY collabora con piacere con ABB, e con Nissan, leader mondiale nella produzione di vetture elettriche, ha dichiarato Kazuaki Mori, Direttore dell’International Business Development Division di 4R Energy Corp. "Vogliamo contribuire alla creazione di una società a basse emissioni che utilizzi fonti di energia rinnovabile integrate a Smart Grid di ultima generazione e alle comunità di veicoli elettrici di tutto il mondo".

Nanomateriali e supercapacitori: buffer dei miracoli in arrivo.

Secchi elettrici a nano materiali: questa è la killer application per la mobilità elettrica entro 5 anni.


Imballare l'energia in un pugno: 1) matrice di nanotubi 2) Isolante 3) Cariche positive 4) Cariche negative. I condensatori sono dei secchi elettrici che immagazzinano le cariche elettriche sulla superficie dei conduttori che sono separati da isolanti. Utilizzando nanotubi per i conduttori aumenta la superficie, così può essere immagazzinata più energia.

Gli ibridi rappresentano meno del 3 per cento delle vendite di veicoli-passeggeri negli Stati Uniti, in gran parte perché costano tanto. Costoso conto batterie per gran parte del premium price, ma Riccardo Signorelli si sta sviluppando ultracondensatori a buon mercato che potrebbero sostituirli. Ibridi basati sulla sua tecnologia potrebbe essere poco costoso abbastanza per iniziare a pagare per se stessi in un risparmio di carburante, dopo 1-2 anni. Gli ultracapacitori (o supercondensatori), sono secchi elettrici che immagazzinano cariche elettriche piuttosto che immagazzinare energia chimica, sono molto più durevoli rispetto alle batterie e funzionano bene quando fa freddo. Ma gli ultracapacitori convenzionali immagazzinano solo una quantità relativamente piccola di energia, quindi sarebbe costoso utilizzarli nelle quantità richieste per alimentare un veicolo. Riccardo Signorelli ha sviluppato nuovi materiali per ultracapacitori con l'uso di strati di nanotubi di carbonio per formare gli elettrodi con una grande superficie, triplicando la quantità di energia che ogni cellula in grado di immagazzinare. Nel 2008 ha fondato una società denominata FastCap per commercializzare la tecnologia (di cui attualmente è Amministratore Delegato), e ormai ha raccolto 7,6 milioni di dollari. L'azienda si è concentrata sulla riduzione del costo elevato dei nanotubi attraverso tecniche di produzione a buon mercato sulla base di quelle utilizzati nel settore delle celle solari. Tutto sommato, un ultracondensatore dovrebbe essere in grado di immagazzinare energia con meno della metà del costo per wattora della tecnologia attuale. Signorelli si aspetta che le vetture ibride con il suo ultracondensatore inizieranno ad apparire entro cinque anni (2016).

Per lo sviluppo delle fonti alternative, essenziali alla crescita sostenibile dell'umanità, il problema sta tutto lì, nell'immagazzinamento dell'energia. Abbiamo bisogno di materiali capaci di una densità energetica sempre maggiore e rapidi nel rilasciarla per il consumo. Solo così saremo in grado di rimpiazzare i combustibili fossili, capaci di contenere, a parità di volume, 35 volte l'energia immagazzinata in una batteria convenzionale e di rilasciarla istantaneamente con la combustione. Senza questo tassello fondamentale, tutte le tecnologie già mature, come l'eolico, il fotovoltaico o l'auto elettrica, rimarranno un fenomeno di nicchia e non riusciranno a far girare il motore del mondo.
Riccardo Signorelli, ricercatore italiano emigrato negli Stati Uniti, lavora da otto anni a questo snodo cruciale, da quando è arrivato al Mit di Boston. «Finalmente ora abbiamo un prodotto pronto per l'utilizzo industriale», annuncia a Nòva durante una visita a Milano, per partecipare al meeting della Camera di commercio su «Imprese oltre la crisi». Il suo prodotto è un oggetto piccolissimo, non più grande di una stilo: un ultracapacitore dotato di una densità di potenza eccezionale, grazie ai nanotubi di carbonio di cui è composto. «Il nostro ultracapacitore è 15-20 volte più potente degli altri comunemente in commercio e 20-40 volte più potente di una batteria tradizionale», spiega Signorelli. «Non riesce a contenere moltissima energia, ma può caricarsi e scaricarsi istantaneamente senza stress, quasi all'infinito, perché funziona in base a un principio fisico, non elettrochimico», precisa. In pratica, affiancato alle batterie già in uso nelle auto elettriche, questo cilindretto potrebbe farsi carico di tutte le variazioni improvvise di potenza, accelerazioni e frenate tipiche del traffico urbano stop-and-go, che stressano enormemente i dispositivi attuali e ne accorciano la vita ben al di sotto della durata media di un veicolo, calcolata in 14 anni. Questo è uno dei problemi fondamentali dell'auto elettrica: dato il costo della batteria, chi si azzarda a comperare un veicolo carissimo senza avere la garanzia che il cuore del sistema non muoia a metà strada?
Il dispositivo di Signorelli risolve questo problema a costi molto competitivi, quindi allunga la vita della batteria e ne riduce il prezzo. Infatti alcuni suoi concorrenti stanno già entrando nell'industria automobilistica: Daimler, Peugeot, ma soprattutto le compagnie cinesi più impegnate su grandi veicoli come gli autobus elettrici, già usano sistemi ibridi di questo tipo. «Per noi è uno sviluppo molto positivo, perché finora la maggiore resistenza del mercato derivava dal timore di complicare troppo i circuiti aggiungendo una componente nuova: è molto difficile far capire che questa componente non è un elemento di complicazione, ma di semplificazione del sistema» commenta Signorelli, con la sicurezza di avere in tasca un prodotto enormemente più avanzato degli altri, che costa la metà. «Per adesso lo stiamo testando per usi industriali, all'automotive non ci siamo ancora arrivati, perché lì le regole sulla sicurezza sono molto più rigorose e i collaudi lunghissimi», rileva Signorelli. «Ma presto ci arriveremo», prevede.

Fonte. 

Integrazione con una intervista a Signorelli sugli energy storage system a basso costo ed alta capacità con materiali nanostrutturati per veicoli a a trazione elettrica e fonti rinnovabili intermittenti.