Data di deposito: 25-07-2007
Ambito territoriale di tutela: Italia
Inv: Prof. Francesco Negrini, Prof. Pier Luigi Ribani, Prof. Massimo Fabbri, Ing. Antonio Morandi, Ing. Luca Trevisani – DIE (Dipartimento di Ingegneria Elettrica)
Titolo: Sistemi di gestione dell’energia mediante magnete superconduttivo per veicolo a combustibile criogenico
Descrizione
Il presente brevetto protegge un sistema di gestione dell’energia, recuperata in frenata e utilizzata successivamente, mediante uno SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) inserito all’interno del serbatoio di un veicolo che utilizzi combustibile criogenico. La temperatura del combustibile deve essere tale da garantire il funzionamento del materiale superconduttore utilizzato per la realizzazione dello SMES. Allo stato attuale della tecnologia dei materiali superconduttori lo scenario di riferimento è quello dei veicoli che utilizzano idrogeno stoccato in forma liquida alla temperatura di 20 K. Questo livello di temperatura consente la realizzazione dello SMES con determinati materiali superconduttivi. In prospettiva, qualora il progresso della tecnologia portasse allo sviluppo di un superconduttore a più alta temperatura critica, il mercato di riferimento comprenderebbe anche i veicoli a metano stoccato in forma liquida alla temperatura di 111 K, ed eventualmente anche altri combustibili criogenici a più alta temperatura di ebollizione.
Si precisa che un accumulatore elettrochimico di piccola taglia potrebbe comunque essere presente a bordo del veicolo per l’alimentazione dei servizi ausiliari nei periodi di lungo fermo in cui non è presente combustibile dal serbatoio e non è quindi garantito il funzionamento dello SMES. Tale accumulatore è da considerarsi complementare ed estraneo al processo di gestione dell’energia.
Vantaggi
si tratta di due caratteristiche essenziali a garantire il successo commerciale del dispositivo:
- l’interesse verso combustibili gassosi quali l’idrogeno e il metano sta aumentando per l’utilizzo in automobili, camion, bus, etc; ciò è dovuto in particolare alle caratteristiche di basso costo (metano), possibilità di essere prodotto da fonti energetiche rinnovabili (idrogeno) o biomasse (metano, idrogeno), contenuto di carbonio basso (metano) o nullo (idrogeno); lo stoccaggio a bordo di tali combustibili può avvenire in forma liquida a temperature criogeniche
- l’inserimento di un magnete superconduttivo (SMES) direttamente all’interno del serbatoio criogenico determina il fondamentale vantaggio di eliminare i costi aggiuntivi relativi alla realizzazione "ad hoc" del criostato dello SMES e ai rifornimenti del criogeno specifico dello SMES.
Keywords
hybrid vehicle; fuel-cell vehicle; superconducting Magnetic Energy Storage (SMES); regenerative braking; liquid hydrogen (LH2); liquid natural gas (LNG); energy management system