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Supercondensatori: un’alternativa alle classiche batterie

I supercondensatori posso risolvere i numerosi problemi degli accumuli tradizionali. Andiamo a scoprire le loro caratteristiche.

Categorie Innovazioni

Lo storage è sempre stato associato automaticamente alle batterie. Quest’ultime hanno però bisogno di un certo periodo di tempo per essere ricaricate (e scaricate), a causa delle loro proprietà chimiche. Ad oggi le due tecnologie più sviluppate sono le batterie al piombo e le batterie al litio. Queste però si portano dietro degli svantaggi non indifferenti, come la profondità di scarica limitata: 50% per le batterie al piombo e 30% per le batterie al litio. Inoltre, la loro vita utile è fortemente dipendente dall’utilizzo che se ne fa. A soluzione di tutto ciò ci sono gli accumuli a supercondensatori. Questi vanno ad inserirsi nel mondo dello storage, collocandosi come prodotti altamente tecnologici e rivoluzionari.

Cosa sono i supercondensatori?

supercondensatori

I supercondensatori si differenziano dai condensatori tradizionali per due motivi: hanno un’area delle piastre maggiore ed uno spazio più stretto tra di esse. Il separatore infatti si comporta in modo diverso da un dielettrico standard.

Nell’ambito tradizionale, due piastre rivestite da un materiale poroso metallico forniscono un’area molto ampia per la conservazione della carica e sono separate da un dielettrico ceramico. Una volta caricato il condensatore, il campo elettrico viene creato dalla polarizzazione delle due piastre. Il dielettrico viene quindi polarizzato e allinea le molecole in direzione opposta al campo elettrico, quindi ne riduce la forza e fa sì che le piastre possano immagazzinare più carica.

Parlando invece di supercondensatori, non si ha il dielettrico tradizionale. Sono presenti due piastre immerse in un elettrolita e separate da uno strato molto sottile di plastica (induttore). Quando le piastre vengono caricate, la carica si forma su entrambi i lati dell’induttore, creando quindi un doppio strato elettrico. La combinazione di queste caratteristiche consente di raggiungere capacità molto maggiori poiché abbiamo delle piastre con una superficie più ampia e una ridotta distanza tra le medesime.

Batteria vs supercondensatori

I supercondensatori hanno punti in comune con le batterie tradizionali. Seppur inizialmente avessero una bassa densità energetica, dopo i recenti sviluppi, i supercondensatori possono tranquillamente competere con le comuni batterie.

Discorso diverso invece per la densità di potenza. I supercondensatori hanno valori 10 volte più alti delle batterie convenzionali, quindi sono in grado di gestire cicli di carica e scarica molto più rapidi, cicli di vita notevolmente più lunghi (20’000 cicli), intervalli di temperatura di funzionamento più ampi (da -30° a 75°) e una velocità di scarica di picco elevata per carichi che richiedono potenza elevata per una breve durata (si arriva anche a 300A).

Uso attuale e futuro

supercondensatori

I supercondensatori stanno muovendo i primi passi nel mondo dello storage, mentre sono già molto diffusi per alimentazioni di backup dei cellulari, estensioni di banchi batterie che hanno degli spunti iniziali molto elevati da sopportare e molto altro. Attualmente stanno prendendo sempre più piede in sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici. Ultimamente i supercondensatori stanno diventando comunemente usati in applicazioni più particolari, quali per esempio:

  • Backup di memoria per apparecchiature elettriche, soprattutto per la gestione della bassa potenza assorbita.
  • Veicoli elettrici, in quanto necessitano di potenze e correnti per breve durata e di alta intensità.
  • Recupero dell’energia frenante per veicoli come autobus e treni, o addirittura muletti elettrici.

Inoltre, si sente sempre più parlare di IoT ed i supercondensatori potrebbero giocare un ruolo importante in questa transizione. Molti dispositivi on grid spesso si basano su sistemi di storage che ne garantiscono il funzionamento continuo. I supercondensatori, con la loro enorme densità energetica in relazione al loro volume, potrebbero esserne parte integrante. Infine, sono in via di sviluppo nuove tecnologie che li renderebbero flessibili, e quindi adatti a qualsiasi tipo di applicazione.

Cosa aspettarci quindi?

Il continuo aumento del volume di produzione e la nascita continua di nuovi produttori, fa intuire l’enorme potenziale e l’enorme attenzione che il mondo dell’energia dà a questa tecnologia. Possiamo dire con certezza che ricopriranno un ruolo fondamentale nell’imminente transizione energetica.

Articolo a cura di Simone Cataldo

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