Articoli con tag efficienza energetica

Crit entra nel progetto REEMAIN finanziato dalla Commissione Europea

Insieme all’azienda riminese Scm, leader mondiale nella produzione di macchine per la lavorazione del legno, CRIT lavorerà per promuovere l’efficienza energetica e le energie rinnovabili nei contesti manifatturieri di tutta Europa
Il progetto si svolgerà in quattro anni e comporterà investimenti per quasi 10 milioni di euro, di cui 6 saranno coperti dalla Commissione Europea. Nel corso delle attività progettuali, verranno messe in connessione competenze ed esperienze di eccellenza su processi di produzione, strumenti software di simulazione energetica, standard energetici e tecnologie di produzione e accumulo di energia da fonti rinnovabili, con lo scopo di sviluppare e una piattaforma per il miglioramento dell’efficienza, a livello industriale, nell’utilizzo di risorse energetiche.
Il progetto sarà diretto e coordinato dal centro di ricerca spagnolo Cartif, e vedrà la collaborazione di 16 partner provenienti da sette Paesi europei, tra cui, oltre le già citate Crit e Scm, l’Istituto Fraunhofer tedesco, la De Montfort University inglese, il consorzio di ricerca basco Ikerlan, l’Associazione Spagnola di Normazione e Certificazione (Aenor), e l’azienda tessile turca Bossa.

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Rapporto ACEEE: Italia al 3° posto per l’efficienza energetica dopo Regno Unito e Germania

Secondo una nuova classifica messa a punto dall’associazione no-profit statunitense ACEEE (American Council for an Energy-Efficient Economy), in cui si valuta il livello di efficienza energetica delle economie più importanti del pianeta, il Regno Unito è sul podio, seguito a breve distanza da Germania, Italia e Giappone.

La classifica è modellata secondo un approccio già testato con successo da ACEEE per stimare il livello dell’efficienza energetica degli Stati Uniti, e include 12 delle maggiori economie del mondo: Australia, Brasile, Canada, Cina, Francia, Germania, Italia, Giappone, Russia, Regno Unito, Stati Uniti e Unione Europea. Queste economie rappresentano oltre il 78% del prodotto interno lordo globale, il 63% del consumo globale di energia, e il 62% dell’ammontare di emissioni mondiali di anidride carbonica equivalenti.

Su una scala di 100 punti possibili assegnati sulla base di 27 diversi parametri, le economie sono state classificate da ACEEE in questo ordine:  UK, Germania, Italia, Giappone, Francia, Unione Europea, Australia, Cina, Stati Uniti, Brasile, Canada e Russia.

I 27 parametri di giudizio di ACEEE sono stati a loro volta suddivisi in quattro macro-gruppi: aspetti trasversali di utilizzo di energia a livello nazionale, edilizia, industria e trasporti. Nessun Paese ha ricevuto il punteggio massimo nelle quattro macro-categorie, a dimostrazione che vi sono molti margini di miglioramento e che ogni economia può apprendere dalle buone pratiche messe a punto dalle altre. Ad esempio, l’Italia ha ottenuto il punteggio massimo per quanto riguarda i trasporti, il secondo posto per l’industria, il quinto per le politiche energetiche e il settimo per quanto riguarda l’edilizia.

Il sistema di classificazione ACEEE utilizza sia metriche “politiche” che metriche “di performance” per misurare l’efficienza energetica complessiva di un Paese. Esempi di indicatori politici comprendono la presenza di  obiettivi nazionali di risparmio energetico, standard di controllo di consumi  ed emissioni per i veicoli, standard di efficienza energetica per gli elettrodomestici, ecc. Gli indicatori di performance misurano invece parametri quantificabili, come ad esempio la quantità di energia consumata da un Paese in relazione al suo prodotto interno lordo, i consumi chilometrici medi per passeggero mediamente dei veicoli stradali, e l’energia consumata per metro quadrato di superficie negli edifici residenziali.

Fonte: ACEEE

The 2012 ACEEE International Energy Efficiency Scorecard

The 2012 ACEEE International Energy Efficiency Scorecard

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Sun-free: dal MIT il fotovoltaico che funziona anche senza sole

La maggior parte dell’energia comunemente utilizzata per usi civili ed industriali proviene dal calore, il quale viene convertito prima in energia meccanica e poi, eventualmente, in energia elettrica. Come è noto, durante i processi di conversione energetica vi è sempre una perdita di rendimento: in particolare i sistemi meccanici presentano un’efficienza relativamente bassa, e difficilmente possono essere scalabili alle dimensioni richieste dai dispositivi elettronici portatili.

I ricercatori dell’Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN) del MIT, guidati da Ivan Celanovic, hanno recentemente messo a punto dispositivi fotovoltaici particolarmente efficienti, in grado di convertire direttamente in energia elettrica non solo la radiazione solare, ma anche l’energia termica proveniente dalla combustione di idrocarburi, dal decadimento di radioisotopi o da qualsiasi altra fonte di calore.

La tecnologia utilizzata dai ricercatori del MIT si basa sell’effetto termofotovoltaico, utilizzato per la prima volta circa cinquant’anni con relativamente scarso successo, a causa delle scarse efficienze raggiunte dai prototipi. Ora il problema sembra essere stato superato grazie all’impiego di materiali speciali nanostrutturati, con proprietà ottiche particolarmente idonee a questo genere di dispositivi. La radiazione emessa dalla sorgente termica include infatti molte più lunghezze d’onda di quelle presenti nello spettro solare, il che consente di utilizzare per la costruzione delle celle diodi fotovoltaici specifici, i quali possono assorbire molta più radiazione infrarossa del  silicio comunemente utilizzato. Con una comune sorgente termica, tuttavia, la maggior parte del calore risulta dispersa, e l’efficienza globale del dispositivo rimane relativamente bassa. La soluzione identificata dai ricercatori del MIT prevede di utilizzare una sorgente termica che emette radiazioni solo della lunghezza d’onda che può essere assorbita e convertita in elettricità dal diodo fotovoltaico, con notevole miglioramento dell’efficienza totale del dispositivo.

Cristallo fotonico di tungsteno nanostrutturato

Cristallo fotonico di tungsteno nanostrutturato

Ciò è reso possibile da un materiale opportunamente progettato, un cristallo fotonico con superficie nanostrutturata con una serie di cavità regolari che agiscono come elementi di risonanza, e sono in grado di propagare la luce in maniera selettiva. Quando questo materiale – un cristallo di tungsteno con miliardi di cavità nanostrutturate – viene riscaldato, si genera un fascio di radiazioni di lunghezza definita. Prosegui la lettura »

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Material Research – A Key to Improved Combined Cycle Power Plant Efficiency

In the past years, the fact that fossil energy resources are limited has stimulated research in several directions. These include the investigation and the development of alternative and sustainable energy sources, but also increasing the efficiency of both the generation and the use of energy.

Natural Gas Combined Cycle Gas Plant

Scheme of a natural gas combined cycle power plant (source: http://www.consumersenergy.com)

Regarding the energy efficiency of power plants hydro and tidal power plants are the most efficient technologies arriving at efficiencies of around 90 %. These are followed by large gas fired combined cycle gas turbine (CCGT) plant which have proven efficiencies of 59 %. These combine a gas turbine together with a steam turbine.  Energy in form of heat present in the gas turbine’s exhaust gases  is used to produce steam which allows the creation of additional energy with a steam turbine, thus increasing the plant’s overall efficiency. This technology is mainly dominated by players such as Alstom Power, Mitsubishi, General Electric and Siemens. Actually, the latter one has recently claimed to have even reached the threshold of 60 %.

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I trattori New Holland color blu Maserati

A Modena tutti sanno che il rosso è il colore della Ferrari e il blu è il colore della Maserati. La New Holland (CNH), che sempre a Modena ha una delle sue sedi più importanti, veste del colore blu Maserati i suoi trattori Blue Power, celebrando i 18 premi vinti come gamma al recente Sima 2011 di Parigi. Caratteristica principale di questi motori è la conformità agli standard Tier 4A sulle emissioni e l’economia dei consumi, come emerge dai test PowerMix condotti dalla tedesca DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft). Il modello T7.270 Auto Command ha fatto registrare un consumo di 261 g/kWh, mentre il T7.260 Power Command è sceso fino a 259 g/kWh.

New Holland inaugura inoltre  il suo nuovo sito web dedicato all’energia pulita. Nel sito sono illustrate le soluzioni dell’azienda per un’agricoltura produttiva nel rispetto dell’ambiente. Tre le sezioni principali del sito: quella dedicata agli standard di emissioni Tier 4, quella sul biodiesel e quella sul primo trattore al mondo alimentato a idrogeno, il trattore NH2™, in linea con il concetto d’indipendenza energetica dell’azienda agricola.

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Nuovi materiali nanostrutturati per aumentare l’efficienza dei convertitori termoelettrici.

Sopra: Immagine al microscopio a scansione elettronica del materiale. Sotto: Ogni sfera rappresenta un atomo di silicio della maglia nanometrica. Le bande colorate mostrano le differenze di temperatura sul materiale: la banda rossa rappresenta la zona più calda, quella blu la zona più fredda.

Tutto ciò che abbiamo intorno (il computer, una lampadina, noi stessi…) produce calore. Il calore è energia in movimento: energia che viene sprecata. Con un dispositivo termoelettrico, che converte il calore in elettricità e viceversa, è possibile sfruttare l’energia che altrimenti andrebbe perduta. Gli odierni dispositivi non sono però abbastanza efficienti e sono realizzati con materiali rari (quindi costosi) e dannosi per l’ambiente.

I ricercatori del Caltech (California Institute of Technology) hanno recentemente realizzato nuovi materiali che possono incrementare l’efficienza dei dispositivi termoelettrici. Sono riusciti a dimostrare l’incremento di prestazioni utilizzando il silicio, ma affermano che le nuove tecnologie sviluppate possono migliorare le prestazioni anche di altri materiali.

Una differenza di temperatura tra due punti ha come conseguenza l’instaurarsi di un flusso di energia termica dal punto caldo al punto freddo fino al raggiungimento dell’equilibrio termico. Questo flusso di calore può essere sfruttato per raccogliere energia riutilizzabile. Il processo di estrazione dell’energia dallo scambio di calore è governato dalle leggi della termodinamica. Per questo motivo, la massima efficienza (il rapporto tra il lavoro utile estratto e il calore in ingresso) è rappresentata dal limite di Carnot, che è molto basso se lo scambio di calore avviene tra punti con piccola differenza di temperatura. Il limite di Carnot rappresenta il limite massimo teorico, ma i dispositivi reali di conversione lavorano molto al di sotto di questo limite. Di conseguenza, a causa della bassa efficienza, è necessaria una grande quantità di calore trasferita per raccogliere una quantità di energia che, ad esempio, sia sufficiente per alimentare piccoli dispositivi elettronici.

L’utilizzo di TEG (ThermoElectric Generetor) non è né nuovo né recente: basti pensare che sono da tempo largamente impiegati per il recupero di energia da sorgenti termiche radioattive nei satelliti spaziali. I TEG hanno recentemente destato rinnovato interesse per la generazione di energia per dispositivi elettronici e sensori, tra gli altri, in campo automotive. Gli attuali sforzi della ricerca sono finalizzati a ottimizzare l’efficienza di conversione attraverso il miglioramento delle proprietà dei materiali. A questo fine è necessario garantire alta conducibilità elettrica, per abbassare la resistenza interna, e contemporaneamente bassa conducibilità termica, per mantenere il gradiente termico più alto possibile. Gli ultimi due requisiti sono tipicamente inconciliabili nei materiali tradizionali che, se sono dei buoni conduttori elettrici, sono anche buoni conduttori termici. Di recente sono stati sperimentati materiali nanostrutturati che mirano a raddoppiare l’efficienza rispetto ai dispositivi realizzati con materiali tradizionali.

Come detto in precedenza, i materiali con buone caratteristiche di conducibilità sono contemporaneamente buoni conduttori sia di elettricità che di calore. L’idea degli scienziati del Caltech, guidati dal professore di chimica James Heath, è stata quella di separare la relazione tra conducibilità termica ed elettrica, progettando un nuovo materiale in silicio su scala nanometrica. In realtà il silicio è un cattivo materiale termoelettrico a temperatura ambiente, ma i ricercatori sono riusciti a ridurre in modo significativo la conducibilità termica dei fili nanometrici di silicio senza ridurre in modo apprezzabile la loro conducibilità elettrica.

La struttura nanometrica a maglia (nanomesh), costituita da fili di silicio allineati verticalmente, permette di rallentare i fononi, ovvero i pacchetti quantizzati di vibrazioni che causano il trasferimento di energia termica da un punto all’altro del materiale. La principale conseguenza del rallentamento dei fononi, dimostrata da successivi esperimenti, è che la conducibilità termica del nuovo materiale diventa 10 volte minore rispetto a quella degli altri dispositivi termoelettrici in silicio realizzati precedentemente, mentre il valore della conducibilità elettrica rimane pressoché costante.

I generatori di potenza termoelettrica presentano il vantaggio di poter essere interamente realizzati con dispositivi a stato solido (quindi senza parti meccaniche di movimento), che assicurano una lunga durata (circa 20 anni) ed elevata affidabilità. Sono inoltre insensibili ad interferenze elettromagnetiche, non dipendono da vibrazioni e tollerano anche le condizioni ambientali più estreme. Questi numerosi vantaggi li rendono molto interessanti nei più disparati ambiti applicativi.

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Scenari elettrici al 2030: consumi a crescita rallentata, aumento delle rinnovabili e dubbi sul nucleare

Fonte: Fondazione Sviluppo Sostenibile

Dopo la crisi, la crescita dei consumi elettrici sarà rallentata e le rinnovabili potrebbero produrre nel 2030 dal 39 al 45% dell’ elettricità consumata.
In questi scenari, viste le nuove centrali convenzionali in costruzione e già progettate, non ci sarebbe spazio di domanda aggiuntiva per nuove grandi centrali nucleari almeno fino al 2030. Questo quanto rileva il rapporto della Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile, “Scenari elettrici post crisi al 2020 e 2030″.

Il rapporto prende in esame due scenari, uno virtuoso, blu, con un miglioramento di efficienza elettrica ed uno, grigio, di peggioramento dell’ efficienza elettrica. In entrambi gli scenari si ipotizza un forte aumento delle fonti rinnovabili che, mantenendo il trend di crescita in atto, raggiungerebbero nel 2020 la produzione di circa 107 miliardi di chilowattora e potrebbero poi superare 165 TWh nel 2030: dal 39% al 45% dell’elettricità consumata nel 2030 nei due diversi scenari considerati.
In tutti e due gli scenari, sia miglioramento, sia di peggioramento dell’efficienza elettrica del Pil, dopo i cambiamenti in parte prodotti, in parte accelerati, dalla crisi, viste le nuove centrali convenzionali in costruzione o già in fase di autorizzazione e visto lo sviluppo delle rinnovabili, non c’è spazio per un forte aumento della potenza elettrica installata come quella di nuove centrali nucleari, almeno fino al 2030. Per il 2020 e per il decennio successivo, dice il Rapporto, invece del nucleare, per ridurre ulteriormente le emissioni di CO2, converrebbe sviluppare e applicare alle centrali a carbone la cattura e sequestro della CO2 (CCS): una tecnologia innovativa, con grandi potenzialità di sviluppo.

Scenari energetici
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Electric drive concepts for the cars of the future

Fonte: www.fraunhofer.de

The prospects look good that wheel hub motors will successfully become the accepted drive concept for electric vehicles. Fraunhofer researchers are engineering these motors, which are integrated into the car’s wheels. Scientists are testing these and several other components on the »Frecc0«, their demonstration vehicle. Working jointly in a multidisciplinary cooperation of 33 Fraunhofer institutes, they are paving the way for future technologies in all areas of electromobility. The »Fraunhofer System Research for Electromobility« makes its debut appearance at this year’s Hannover Messe (April 19 – 23, Hall 2, Booth D22).

The Fraunhofer wheel hub motor on the "Frecc0" demo vehicle.

The Fraunhofer wheel hub motor on the "Frecc0" demo vehicle.

In order to make electric cars a part of everyday life, new vehicle designs and parts are needed. Take wheel hub motors, for instance. One of the advantages of wheel hub motors is that manufacturers can dispense with the conventional engine bay – the space under the »hood« or »bonnet« – since the motors are attached directly to the wheels of the vehicle. This opens up a wealth of opportunities for car designers when drafting the layout of the vehicle. Additional advantages: By dispensing with the transmission and differential, the mechanical transmission elements suffer no losses or wear and tear. Moreover, the direct drive on each individual wheel may improve the drive dynamic and drive safety.

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Frigoriferi intelligenti per gestire la domanda di elettricità

Fonte: QualEnergia

[..] È una prova di rete intelligente quella che sta partendo nel Regno Unito grazie all’azienda specializzata in tecnologie per la gestione della domanda elettrica RLtec, l’utility RWE-Npower, Indesit e alcune grandi catene di supermercati. Tutto ruota attorno al sistema di gestione dinamica della domanda che RLtec ha applicato ai frigoriferi: un dispositivo che fa sì che la macchina moduli i consumi in relazione  alla domanda di elettricità complessiva della rete.

Il frigo, che comunica con il sistema elettrico in tempo reale, preleva più elettricità quando nella rete ce n’è in sovrappiù e riduce o azzera i consumi durante i picchi, cioè quando la domanda generale è più alta.  Il dispositivo non compromette le prestazioni del frigorifero, ma da’ un grande vantaggio al sistema elettrico in termini di efficienza. L’elettrodomestico diventa così infatti una sorta di buffer o di batteria della rete: un elemento sempre più necessario in un sistema elettrico caratterizzato dal ruolo crescente  di fonti dalla produzione aleatoria e non programmabile, come l’eolico.[..] Per ora, specifica RLtec, non è economicamente conveniente montare il sistema sui frigoriferi esistenti, ma avrebbe senso adottare i frigoriferi intelligenti presso i grossi consumatori. In atto c’è già un progetto pilota, realizzato assieme ad Indesit, per distribuire 300 frigoriferi intelligenti ad altrettanti utenti della rete e monitorarne i consumi. Ora si stanno prendendo accordi con alcune grandi catene di supermercati per allargare il progetto e far salire a 3000 il numero dei “frigoriferi anti-picco”. Dalla parte del consumatore, infatti, i dispositivi non comportano cali delle prestazioni o aumenti in bolletta, anzi, l’utente potrebbe ottenere dai fornitori tariffe elettriche scontate in cambio del permesso a ridurre la fornitura durante i momenti di picco.

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Il mercato Europeo dei sistemi fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV)

Fonte: CRIT Research™

BIPVIl mercato europeo dei sistemi fotovoltaici integrati negli edifici (in inglese BIPV – Building Integrated PhotoVoltaics) è un settore di nicchia con un grande potenziale. Nonostante ricopra meno del 5% del mercato globale delle installazioni fotovoltaiche in Europa, esso riscuote notevole interesse a causa della progressiva crescita annuale e del sempre maggior numero di Paesi che intraprendono politiche incentivanti a supporto di questa tecnologia, come strumento per realizzare una crescita sostenibile del settore edile, sempre più focalizzata verso il risparmio energetico.

I sistemi BIPV sono prodotti in grado di equilibrare gli aspetti tecnici ed estetici dei componenti della tecnologia fotovoltaica con quelli dell’involucro edilizio, senza compromettere le caratteristiche funzionali di entrambi.  Le caratteristiche fisiche del modulo fotovoltaico – forma, dimensione, colore, eventuale trasparenza – possono diventare elementi di caratterizzazione dello spazio architettonico, sia quando il modulo viene utilizzato come copertura, facciata o grande vetrata, sia quando esso diventa elemento di arredo urbano (chioschi, pensiline, fermate dell’autobus, lampioni, ecc.). Grazie ai sistemi BIPV, il pannello fotovoltaico viene interpretato e utilizzato come vero materiale edilizio, sostituendo un materiale da costruzione convenzionale, e diventando un componente attivo dell’edificio, in grado di contribuire positivamente alla sua performance energetica.

Nel 2007 al mercato europeo BIPV è stato attribuito un valore di 143 milioni di €, con una capacità totale installata di 25.7 MW, considerando complessivamente utenze commerciali, residenziali, industriali e pubbliche (Fonte: Frost & Sullivan). La maggior parte del fatturato attuale deriva dalle installazioni commerciali ed industriali, nonostante il mercato pubblico abbia avuto un ruolo importante nel diffondere la visibilità delle installazioni BIVP, grazie ad alcuni grandi progetti dimostrativi.  Nonostante la diffusione dei sistemi BIPV rappresenti solo una minuscola fetta nel mercato del fotovoltaico, una maggiore penetrazione potrebbe essere conseguita attraverso una corretta implementazione delle  politiche di sostegno, come è stato dimostrato nei mercati tedesco e lussemburghese, caratterizzati da una forte diffusione della tecnologia a partire dall’anno 2000. Prosegui la lettura »

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