La batteria meccanica a volano immagazzina energia cinetica mediante la rotazione di un disco o cilindro a velocità estremamente elevate. Il dispositivo converte l’energia elettrica in energia cinetica attraverso un motore che funge da acceleratore, aumentando la velocità del volano. Quando è necessario utilizzare l’energia accumulata, il processo viene invertito: il sistema di controllo riduce la velocità del volano e l’energia cinetica viene trasformata in elettrica mediante un generatore. I volani moderni sono costruiti con materiali compositi avanzati che permettono velocità di rotazione molto elevate e sono alloggiati in camere a vuoto con cuscinetti magnetici per ridurre le perdite per attrito e resistenza dell’aria.
Il concetto di utilizzo dei volani per l’immagazzinamento di energia non è nuovo. Già nel XIX secolo, i volani erano utilizzati per regolare la velocità delle macchine a vapore e nei primi motori industriali. Tuttavia, l’uso di volani come batterie meccaniche ha visto notevoli sviluppi solo nel corso del XX secolo.
Uno degli esempi storici più significativi dell’uso di volani in ambito di trasporto pubblico è stato il “Gyrobus” sviluppato negli anni ’50. Questi autobus erano alimentati da grandi volani che venivano caricati in stazioni di ricarica tramite connessione alla rete elettrica. Il Gyrobus poteva viaggiare su tratti fino a 6 chilometri prima di necessitare una ricarica, rappresentando una soluzione innovativa ma limitata dalla tecnologia dell’epoca, che non permetteva ancora l’alta efficienza e la lunga durata delle batterie a volano moderne.
Negli ultimi anni, la tecnologia dei volani ha fatto passi da gigante, principalmente grazie a miglioramenti nei materiali e nelle tecniche di ingegneria. Le applicazioni recenti includono:
- Regolazione di Frequenza per le Reti Elettriche: I volani sono utilizzati per fornire risposta rapida alle variazioni di domanda di energia elettrica, contribuendo a stabilizzare la frequenza della rete.
- Veicoli da Corsa: Alcune classi di auto da corsa, come quelle partecipanti al campionato FIA World Endurance, utilizzano sistemi di recupero dell’energia basati su volani per migliorare l’efficienza del carburante e aumentare la potenza.
- Sistemi UPS (Uninterruptible Power Supply): I volani sono impiegati in sistemi di alimentazione di emergenza per data center e strutture critiche, fornendo energia istantanea in caso di interruzione della fornitura elettrica primaria.
La batteria meccanica a volano rappresenta una soluzione promettente e in continua evoluzione per l’immagazzinamento di energia. Con l’avanzare della ricerca sui materiali e sulle tecniche di ingegneria, si prevede che questa tecnologia giocherà un ruolo sempre più importante nel panorama energetico globale, soprattutto in contesti che richiedono alta affidabilità e rapidità di risposta.