Tesla sta costruendo la batteria più grande al mondo (da 1 GWh) grazie a Megapack

perchè?????

Come perché? elettrico, batterie, tesla, hype startup, app, green...cosa ci può essere di meglio?

aaaaa, concordo...

sono un pò perplesso: i due a lato della ultrabatteria-a-volano
Link ad immagine (click per visualizzarla)
stanno pedalando?
se così, perchè non mettere quella batteria, o una su misura, su un'auto e costringere i passeggeri a pedalare? magari fare una prolunga/cassone posteriore all'auto con altri 10-20 posti, se i pedalatori non bastano...
[U]resta inteso[/U] che batterie a volano sarebbero senz'altro meglio delle altre batterie (non a volano)

Beh, potrebbero sempre fare il rotore in pietra o granito stile flintstones invece delle fibre di carbonio. Anzi le fibre di carbonio mi lasciano un po' perplesso, per quanto alleggerisci aumentando la densita' di energia, pero' fai anche lievitare i costi rispetto al semplice acciaio. Vabbe'.

Comunque il prodotto e' reale e sembrerebbe ci siano gia' degli impianti funzionanti: uno da 5MWh a New York, in grado di erogare 20 MW per 15 minuti e uno in Pensylvania. E altri contratti firmati per impianti da 80MWh.

Sul discorso della densita' di energia sono simili alle batterie al litio:.

https://it.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A0_energetica

Leggo: batteria ioni di litio: 0.54-0.72 MJ/kg, volano: 0.5 MJ/kg.
Sterco di vacca e cammello 15.5 MJ/kg, che tuttavia non e' una fonte rinnovabile. Vale la pena leggere quest'articolo divulgativo sui buffer di energia: https://web.archive.org/web/2010112...ath/energy.html, penso sia sufficiente la matematica o la fisica dei licei per comprenderlo.

Sul discorso dei costi delle batterie nei 20 anni, sono anche legate a questioni geopolitiche dei paesi che hanno piu' miniere di litio: https://informazionefacile.it/litio...franco-guarino/ e https://www.money.it/Litio-Bolivia-petrolio-del-futuro. Perlomeno finche' utilizzeranno il litio. Alcuni impianti industriali utilizzano batterie al sodio-solfuro per esempio (che pero' operano a 300-350 gradi).

comunque non volevo criticare il volano-rotore per produzione elettrica di sopra, ancora non ho capito cosa facciano quei due, la situazione sembra orientativamente comica

Il tipo sulla destra, gaudente, a giudicare da come posizioni entrambe le mani ferme sul banco, quasi a riposo, vicine all'albero, sembrerebbe semplicemente in posa per una foto. Il banco poi, a giudicare dai binari ricavati sul pavimento, sembrebbe montato su un carrello semovibile, e quindi la struttura mobile e magari i due stanno semplicemente traslando la struttura.

Il (principale) fattore limitante del volano è la resistenza del materiale, perché al crescere della velocità di rotazione le tensioni dovute alle forze centripete a un certo punto causano la rottura dell'oggetto, con esiti catastrofici; se fai due conti alla fine risulta che usare un composito con fibre di carbonio permette di aumentare la quantità di energia cinetica rispetto all'acciaio, perché pur avendo una densità di massa inferiore può sopportare una maggiore velocità di rotazione (sia l'energia cinetica del volano che le forze centripete al suo interno crescono con il quadrato della sua velocità angolare e solo linearmente con la massa).


No. In termini di energia specifica (rapporto fra energia e massa) le batterie al litio sono nettamente superiori dato che arrivano a 265 Wh/kg contro i 140 circa dei volani (senza contare ciò sta attorno al volano per farlo funzionare). In termini di densità di energia (rapporto fra energia e volume) la differenza credo sia ancora maggiore dato che le batterie al litio in sé stesse arrivano fino a 690 Wh/L, mentre ad esempio il Beacon BP-400 di cui si parla contiene (considerando solo il cilindro e non gli apparati esterni) 25 kWh in 1,4 metri cubi, pari a 18 Wh/L. Ovviamente il modulo di un sistema di accumulo al litio non è fatto solo delle celle, ci sono i sistemi di raffreddamento, le interconnessioni, gli inverter e quant'altro di strutturale, ma certamente un modulo da 25 kWh non occupa 1.400 litri, e anche per il volano bisogna aggiungere gli apparati esterni.

In ogni caso, non ha molto senso confrontare le mele con le pere: le batterie cinetiche a volano sono sistemi concepiti per applicazioni in potenza non in capacità, mentre le batterie al litio vanno bene per sistemi dimensionati in capacità. In pratica i volani si impiegano per livellare le reti compensando le differenze fra la potenza elettrica istantanea immessa in rete dalle centrali di generazione e l'assorbimento istantaneo da parte delle utenze. Queste compensazioni avvengono con cicli di frequenza relativamente alta (dai secondi ai minuti) e per questo i volani risultano adatti perché sopportano elevate potenze specifiche di carica/scarica e possono sopravvivere a molte decine di migliaia di cicli. Invece per le applicazioni di accumulo con cicli più lenti sono più indicate le batterie elettrochimiche perché hanno un costo per KWh incomparabilmente inferiore, maggiore densità ma sopportano molti meno cicli di carica/scarica e con una potenza specifica inferiore.
In sintesi: non puoi usare i volani per applicazioni di accumulo ad alta capacità perché hanno un costo per kWh improponibile, e non puoi usare le batterie al litio per applicazioni di grid balancing ad alta frequenza perché non ti durerebbero molto. Tecnologie diverse per applicazioni diverse, poi in futuro vedremo se arriveranno delle batterie tanto più evolute da adattarsi a tutti gli impieghi.

ho trovato una tesi di laurea sui volani interessante e allo stesso tempo leggera nella lettura. se vi interessa vi lascio il link.
http://tesi.cab.unipd.it/39664/1/tesi.pdf
sembrano meglio di quanto pensassi, l'unico vero contro che non avevo pensato è che hanno un alto tasso di autoscarica.

265 Wh/kg (0.88 MJ/kg), e' il limite superiore delle batterie a ioni di litio. Il limite inferiore e' 100 (0.36 MJ/kg).

Nel caso del MegaPack, abbiamo valori netti sempre valori vicini a 0.5 MJ/kg, infatti dalle specifiche del MegaPack, hai 3 MWh in 23.1 tonnellate, che tradotto nel sistema internazionale, diventano:

3 * 10^6 * 3.6 * 10^3 / (23.1 * 10^3) = 0.47 * 10^6 J/kg = 0.47 MJ/kg

Se poi prendi le batterie litio-zolfo, che poi sono prototipali, arriveresti a 2500 Wh/kg. Cioe' 10 volte tanto.

Chiaro che poi andando a cercare batterie specifiche e metamateriali, si possono anche superare quei valori. Come per le celle fotovoltaiche. Ci sono quelle medie, di mercato, consumer, e poi le top della ricerca scientifica, etc., che aumentano l'efficienza di qualche punto, e i costi di qualche ordine di grandezza o piu' (e senza poi andare a verificare le bio-tossicita' che si possono riscontrare nelle fasi di produzione). Se poi al posto del lithium utilizzassimo i cristalli di di-lithium... ;-)

Curioso notare come si stiano studiando altri sistemi di accumulo meccanici, come scavare dei pozzi, alternativi agli impianti idroelettrici, oramai al limite della saturazione (a meno di non cambiare l'orografia del territorio con disastri ambientali). I gravity power o i gravitricity: praticamente scavare dei pozzi profondi e stretti entro cui fare cadere delle grandi masse (o in alternativa costruire delle torri), diciamo come uno yo-yo.