Veicoli elettrici - mobilità - tecnologie - ambiente - energia rinnovabile. L'esaurimento delle risorse e le conseguenti ripercussioni politiche ed economiche rendono necessario ridurre la dipendenza dall'importazione di prodotti petroliferi e spingere quindi verso lo sviluppo di fonti energetiche alternative. I veicoli elettrici possono utilizzare tecnologie e risorse nel modo più efficiente.


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giovedì 13 giugno 2019

Le terre rare cinesi e la criticità degli armamenti statunitensi


Gli armamenti statunitensi, le armi avanzate, dipendono quasi interamente dall'utilizzo di materiali realizzati con le terre rare provenienti in massima parte dalla Cina, per cui, un embargo avrebbe una ricaduta diretta sulla qualità del sistema difensivo americano. Gli USA potrebbero diventare vittima di se stessi nella guerra commerciale intrapresa dal presidente Donald Trump. Questo è il succo del discorso di un articolo online leggibile nel sito Foreign Policy dal titolo How China Could Shut Down America’s Defenses.

La vulnerabilità degli Stati Uniti risiede nel fatto che Pechino mantiene una potente leva sulla capacità di affrontare un processo bellico del suo principale rivale strategico attraverso il controllo di materiali critici.

Ogni arma avanzata degli Stati Uniti dall'arsenale composto dai missili Tomahawk al caccia F-35 dal  sistema Aegis (un sistema di combattimento integrato per unità navali) alle attrezzate e agli incrociatori e tutto il resto, è assolutamente basato sui componenti realizzati con le terre rare, inclusi i magneti permanenti e le leghe speciali che sono quasi esclusivamente made in Cina. Forse più preoccupante è che la fornitura a lungo termine degli Stati Uniti di bombe intelligenti e munizioni teleguidate che avrebbero dovuto essere aggiornate in fretta in caso di conflitto degli Stati Uniti con la Siria, l'Iran, o altri sono essenzialmente affidate dell'accondiscendenza della Cina con la fornitura di questi materiali strategici.

Le minacce cinesi di tagliare le forniture statunitensi di terre rare  prima venivano fatte filtrare da Pechino già a partire da fine maggio ma non sono diminuite fino ad oggi. Anzi, le limitazioni della export della Cina sulla propria tecnologia  sono una risposta alle pressioni degli Stati Uniti sul gigante delle telecomunicazioni Huawei. “La Cina è in grado di impattare la catena di approvvigionamento degli Stati Uniti attraverso alcuni controlli tecnologici”, come è stato scritto in un editoriale cinese al Global Times che volutamente richiama il discorso delle terre rare.

Le terre rare sono in realtà un trigger egemonico. Quindi se gli Stati Uniti entrano in un conflitto, la Cina è in grado di determinare l'esito del conflitto che potrebbe tradursi in uno spostamento egemonico.

Se gli elementi delle terre rare sono diventati l'ingrediente chiave in tutti i tipi di tecnologia civile avanzata come i telefoni cellulari, auto elettriche e apparecchiature di energia rinnovabile, sono doppiamente importanti per la difesa. Ogni sottomarino d'attacco Classe-Virginia  ha bisogno di 9.200 libbre di materiali delle terre rare, mentre ogni F-35 ne ha bisogno per una quantità di 920 libbre, secondo un rapporto del Congressional Research Service del 2013.

L'industria della difesa, come altri settori, ha bisogno di materiali di terre rare che, differentemente a quanto suggerisce il loro nome, in realtà si trovano comunemente in molti luoghi in tutto il mondo ma non concentrate, diffuse, è necessario muovere grandi quantità di terra per estrarre piccole quantità. La maggior parte delle esigenze dell'industria della difesa sono legate a prodotti altamente elaborati partendo da componenti formati delle terre rare, in particolare i magneti permanenti, che sono costituiti essenzialmente solo in Giappone e in Cina. Mentre il Giappone, che subisce l'embargo di terre rare dal 2010/2011, ha fatto qualche progresso nell'emancipazione dalla dipendenza dai fornitori cinesi, ma ancora  profondamente legati con la Cina, non lasciano speranze nel poter aumentare i propri volumi di produzione per rispondere ai consumi degli Stati Uniti, esportando, continuando a soddisfare le proprie esigenze interne.

I prodotti di fascia più alta sono collegati ai magneti di alta potenza che sono ciò che rende funzionanti i sistemi di guida delle bombe intelligenti e missili da crociera.

Ma ci sono una miriade di altri prodotti delle terre rare su cui l'industria della difesa si basa, ad esempio i rivestimenti resistenti alle alte temperature e leghe dei motori a reazione,  i rivestimenti dello stealth per le fusoliere, tutti i sistemi di targeting avanzate, radar avanzati e sonar  e persino gli occhiali per la visione notturna.

Il Pentagono è alle prese con i problemi di vulnerabilità collegati alle terre rare alla base, quella  industriale della difesa, da lunghi anni. Le amministrazioni che si sono succedute fino ad oggi hanno cercato di rivitalizzare l'industria degli Stati Uniti di terre rare, accumulare materiali critici, o allineare fornitori alternativi ma con scarso successo.



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venerdì 15 marzo 2019

Una ricarica per veicoli elettrici mentre si viaggia


Il progetto eRoadArlanda vuole trasformare in realtà le strade elettrificate future . La soluzione si basa sulla tecnologia conduttiva che utilizza una guida elettrica installata su strade per alimentare e ricaricare i veicoli elettrici durante il loro viaggio. Il progetto fa parte dell'approvvigionamento pre-commerciale dell'amministrazione dei trasporti svedese, attraverso il quale stanno sviluppando e testando la tecnologia. L'incarico comprende la costruzione di una pista di prova di due chilometri situata tra il terminal di carico di Arlanda e l'area logistica di Rosersberg, vicino a Stoccolma in Svezia. L'investimento nel progetto eRoadArlanda è in linea con l'obiettivo del governo svedese di creare infrastrutture di trasporto prive di consumo di energie fossili entro il 2030-2050 e contribuirà a rafforzare la competitività della Svezia.
Il trasporto su strada elettrificata riduce le emissioni fossili dell'80-90 % ed è un metodo intelligente ed economico per combinare i vantaggi della ferrovia con la flessibilità dei camion. I costi operativi saranno minimi, grazie a significative riduzioni del consumo di energia derivanti dall'uso di motori elettrici che sono più efficienti di quelli termici tradizionali.

Per vedere un video cliccare sull'immagine sotto riportata o qui: video




La tecnologia
Ci sono diversi metodi di costruzione di strade elettrificate. La tecnologia induttiva comporta una trasmissione magnetica di energia. La tecnologia conduttiva permette di fornire l'elettricità in due modi: contatto dall'alto attraverso linee aeree o dal basso attraverso i conduttori della strada. eRoadArlanda ha scelto di testare e sviluppare i feed conduttivi dal basso, il metodo che si ritiene possa avere il maggiore successo potenziale.


La soluzione tecnica di eRoadArlanda trasferisce energia dalla traccia della strada al veicolo, con un braccio mobile. Il braccio rileva la posizione della rotaia sulla strada e fintanto che il veicolo è al di sopra della rotaia, il contatto sarà in posizione abbassata. In fase di sorpasso, il contatto si solleva automaticamente.
Il binario, che è collegato alla rete elettrica, funziona anche automaticamente. Esso è suddiviso in sezioni e ciascuna sezione è alimentato solo quando il veicolo è al di sopra di esso. Quando un veicolo si ferma, la corrente viene scollegato. La rotaia permette alle batterie del veicolo di ricaricarsi durante il suo passaggio. Il sistema calcola anche il consumo di energia del veicolo da addebitare all'utente.

Perché usare il feed conduttivo dalla strada?
- Oltre ad una notevole riduzione delle emissioni di carbonio, l'implementazione su larga scala di feed conduttivi rappresenta l'unica soluzione in grado di fornire la Svezia con un risparmio economico su tutta la linea. Il costo di elettrificazione e di energia elettrica è inferiore al costo di carburante del veicolo.
- può essere utilizzata su una infrastruttura esistente. Per ora può essere installata fino a un chilometro di traccia   e le interruzioni possono essere minimizzate.
- A causa della distanza più breve tra il veicolo e il punto di contatto, un feed conduttivo dal basso funziona per tutti i tipi di mezzi di trasporto, inclusi sia autoveicoli e veicoli più grandi, come autobus e camion.
-Le tracce incorporate nella strada comportano meno ostruzioni visive al conducente, rispetto ai pali stradali per la sospensione di cavi aerei.

Tratto dal sito eRoadArlanda


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martedì 13 novembre 2018

BlackFly aereo elettrico innovativo a decollo e atterraggio verticale


VTOL è l'acronimo inglese di Vertical Take-Off and Landing, letteralmente in italiano decollo ed atterraggio verticali (wikipedia).
BlackFly è il primo velivolo VTOL della Opener Inc., USA,  completamente elettrico ultraleggero omologato in USA. Opener Inc., pioniere dei veicoli aeronautici, è un Personal Aerial Vehicle (PAV) monoposto progettato e costruito per un nuovo mondo di trasporto sulle tre dimensioni dello spazio. BlackFly è semplice da manovrare e non richiede alcuna licenza formale (negli Stati Uniti) o abilità speciali per operare in sicurezza. Sebbene BlackFly abbia capacità anfibie complete, è progettato principalmente per operare facilmente in piccole aree erbose e distanze di viaggio fino a 40 chilometri (25 miglia) a una velocità di 100 km/h  (62 m/h pe le restrizioni USA).

 Marcus Leng, CEO, ha dichiarato che OPENER sta ri-energizzando l'arte del volo con un veicolo volante sicuro ed economico che può liberare i suoi operatori dalle restrizioni quotidiane del trasporto via terra. Lo offriranno prezzi competitivi in ​​uno sforzo per democratizzare il trasporto personale tridimensionale. La sicurezza è stata il principale obiettivo nello sviluppo di questa nuova tecnologia. OPENER introdurrà questa innovazione in modo controllato e responsabile. Anche se non richiesto dalle normative FAA, agli operatori BlackFly sarà richiesto di completare con successo l'esame scritto FAA Private Pilot e di completare la familiarizzazione con il veicolo e la formazione degli operatori.

Il team di OPENER ha trascorso gli ultimi nove anni in modalità Stealth, progettando, sviluppando e testando nuove tecnologie innovative che si sono evolute nei veicoli BlackFly a emissioni zero. Il design fault-tolerant e la ridondanza modulare tripla risiedono nel cuore di questi veicoli. Otto sistemi di propulsione, distribuiti su due ali, garantiscono una sicurezza a insuccessi multipli. Anni di test continui, combinati con oltre 1.400 voli e oltre 12.000 miglia di volo, costituiscono il fondamento del programma di sviluppo di OPENER.

La visione a lungo termine di OPENER consiste nell'integrare questi veicoli ad alta efficienza in una rete di pendolarismo rurale / urbana. Queste reti sarebbero alimentate da fonti di energia rinnovabile che richiedono solo una frazione dell'energia di trasporto utilizzata al momento.



BLACKFLY - CARATTERISTICHE AGGIUNTIVE
Prodotto negli Stati Uniti
Capacità di ricarica ottimale (meno di 30 minuti)
Basso rumore
Geofence-capable
Pulsante Ritorno a casa automatico (funzione di allenamento localizzato)
Opzione paracadute balistiche disponibile

General characteristics

Crew: one
Length: 13 ft 5 in (4.09 m)
Wingspan: 13 ft 7 in (4.14 m)
Height: 5 ft (1.5 m)
Empty weight: 313 lb (142 kg)
Gross weight: 563 lb (255 kg)
Fuel capacity: 12KWh
Powerplant: 8 × 112lbs thrust/engine electric motors, 42.0 hp (31.3 kW) each
Propellers: 2-bladed, 3 ft (0.91 m) diameter
Performance

Cruise speed: 80 mph (129 km/h; 70 kn)
Range: 40 mi (35 nmi; 64 km) plus reserves
Rate of climb: 1,000 ft/min (5.1 m/s)
Rate of sink: 1,000 ft/min (5.1 m/s)



OPENER nasce Il 5 ottobre 2011 vicino alla cittadina di Warkworth, nell'Ontario, in Canada. Quel giorno vide il primo volo con equipaggio un velivolo VTOL completamente elettrico ad ala fissa. Questo evento ha portato alla formazione di una compagnia con l'unico scopo di perseguire lo sviluppo di questa nuova tecnologia unica. Nel settembre del 2014, la Società si è riorganizzata come OPENER e ha trasferito la maggior parte delle sue operazioni nella Silicon Valley in California per perseguire una linea temporale di sviluppo senza impedimenti e accelerata.


Interesting Engineering

Un video












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giovedì 16 novembre 2017

Il metallo raro "nascosto" nelle auto elettriche, disprosio

A seguito di una conversazione privata, ho chiesto all'amico Corrado di riassumere concetti  essenziali riguardanti le 'terre rare', elementi poco conosciuti ai più quanto importanti per la tecnologie più moderne presenti nella nostra vita di tutti i giorni. Qui di seguito l'interessantissima analisi.

Da sempre guardo con sospetto l’abuso di terre rare che, come ricordano i chimici, comprendono anche elementi in realtà abbastanza diffusi ma poco abbondanti, detto alla vecchia maniera.
E’ quasi con dolore che, giorni fa, ho dovuto modificare un processo industriale basato sul cobalto per sostituirlo con il neodimio, prezioso per i magneti, solo perché in alcuni mercati il cobalto è stato bandito, anche laddove sia completamente ossidato. Stessa sorte toccò anni fa al selenio, sostituito necessariamente con l’erbio, altra terra rara indispensabile per esempio nelle fibre ottiche. E già dalla Cina, dove le terre rare costano poco, è partita un’offensiva vestita di ecologia che costringerà a sostituire l’antimonio con il cerio, in modo da accrescere le difficoltà dei produttori occidentali. Alcuni concorrenti usano addirittura il gadolinio, disperdendolo per sempre, solo per non infrangere un brevetto riguardante la semplice produzione di beni voluttuari. Basti pensare che, grazie alla scarsissima interazione coi sistemi biologici, il gadolinio è l’unico mezzo di contrasto ammesso per analisi mediche importanti come la RMN al cervello.

Riguardo al disprosio, non sarà lui a frenare le auto elettriche, basti pensare che i motori elettrici dei veicoli Renault (i Francesi la sanno lunga nella protezione degli interessi nazionali) non fanno uso di magneti permanenti, così non rischiano ricatti da est. Grazie alle moderne tecniche di simulazione e progettazione elettromagnetica, un motore realizzato con acciaio, rame, vernice, cartone ed eventuale carbonio può oggi pagare anche solo uno o due punti percentuali in efficienza, rispetto ad una alternativa basata su terre rare. Il vero svantaggio è il costo di realizzazione, ma anche questo è in corso di riduzione grazie ad una automazione sempre più spinta (l’industria italiana è messa bene su questo punto, anche grandi costruttori come Siemens ed ABB usano spesso macchine avvolgitrici italiane).

Un rischio più concreto riguarda la produzione di energia elettrica da rinnovabili: i generatori eolici ed idroelettrici oggi raggiungono certe efficienze grazie all’innalzamento del punto di Curie ottenuto con l’addizione di terre rare alle normali miscele di samario-cobalto o, nella maggior parte dei casi, di neodimio-ferro-boro, che permette di operare con magneti di dimensioni ridotte.

Magari torneremo indietro come efficienza, ma non dimentichiamoci che tutte le principali macchine elettriche funzionavano piuttosto bene prima della diffusione nell’industria delle terre rare

Quello che mi spaventa sono gli usi in medicina e nelle telecomunicazioni: questi possono davvero mettere in crisi il BAU. Pensate solo che i tubi catodici a colori usati ovunque per mezzo secolo erano basati sull’europio, indispensabile nella produzione del “fosforo” rosso nella terna RGB.

Ing. Corrado Petri







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mercoledì 2 novembre 2016

Elon è qui, col tetto fotovoltaico

Elon Musk continua la sua strategia verso un mondo totalmente elettrico. E' partito dalla vettura elettrica ad alta percorrenza, sta per uscire con la terza versione, la Tesla Model 3 che viene dopo la Model X e la Model S, ha continuato con la batteria da accumulo stazionario, casalingo, Pawerwall 2, prolungando la vita operativa delle batterie una volta tolte dalle auto, prosegue con un nuovo prodotto appena presentato al pubblico con una conferenza stampa pochi giorni fa. L'innovazione è rappresentata dalla 'tegola fotovoltaica'. Il tetto, Solar Roof, viene ricoperto da elementi che sono tutti in grado di produrre energia elettrica per convogliarla nelle batterie stazionarie, energia utilizzabile per le necessità domestiche e per ricaricare le batterie della Tesla. Il cerchio si potrebbe chiudere in modo definitivo, qualora l'energia prodotta fosse sufficiente, per staccarsi finalmente dalle reti elettriche e dai lacci imposti dalle utility.  Fine possibile ma crediamo impraticabile non dal punto di vista tecnologico quanto piuttosto da leggi che verranno create che imporranno lacci e lacciuoli per impedirne la fattibilità per i grandi interessi, la potenza economica e le forza delle lobby delle utility.


Gli interessati saranno in grado di personalizzare il design in modo da adattarlo alle loro esigenze con quattro opzioni disponibili di tegole: Toscane, piatte, tessute, lisce. Il costo sarà competitivo, molto competitivo, si dice.

All'inizio del mese di Ottobre, Tesla aveva annunciato la collaborazione con Panasonic per la produzione di pannelli solari e moduli con una lettera di intenti non vincolante con sede presso lo stabilimento di SolarCity a Buffalo, New York.

Il video di presentazione.




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