Avantatges de l’aire comprimit com a vector energètic

L’aire comprimit, aplicat a un vehicle, ens proporciona molts avantatges enfront a a altres vehicles amb un motor d’explosió o un motor elèctric.

Aquest sistema també por ser incorporat a un vehicle híbrid, per exemple, amb bombes d’aire comprimit i bateries de propulsió elèctrica addicionals, obtenint un vehicle híbrid de propulsió elèctrica-neumàtica.

VAvantatges d’un vehicle d’aire comprimit:

• El cost de comprimir aire que sigui emprat com a sistema de propulsió d’un vehicle és inferior al cost energètic d’un motor d’explosió.
• L’aire és abundant, econòmic, transportable, emmagatzema-ble i, per sobre de tot, no contaminant.
• La tecnologia d’aire comprimit redueix el cost de producció de vehicles en un 20%, perquè no n’hi ha necessitat de construir un sistema de refrigeració, el dipòsit de combustible, bugies o silenciadors.
• L’aire, en si mateix, no és inflamable.
• El disseny mecànic del motor és simple i robust.
• No pateix l’efecte de la corrosió de les bateries en calent.
• Té un cost més petit de fabricació i de manteniment.
• Les bombones d’aire comprimit, poden ser eliminades o reciclades amb menys contaminació que les bateries.
• Les bombones d’aire comprimit tenen una vida útil més llarga que els bateries, donat que aquestes tenen problemes associats amb la degradació a mida que augmenta el número de càrregues.
• El dipòsit pot ser emplenat amb més freqüència i en menys temps del que es poden recarregar les bateries.

Emmagatzematge d’energia

El almacenamiento de energía con aire comprimido es un método no sólo eficiente y limpio, sino económico. En 1973 L’emmagatzematge d’energia amb aire comprimit és un mètode no sols eficient i net, sinó també econòmic. Al 1973 CAES (Compressed Air Energy Storage), va instal·lar a Alemanya la primera planta d’emmagatzematge d’energia amb aire comprimit, fent ús de les coves naturals del subsòl com a magatzem. Més tard, s’han anat instal·lant posteriors plantes similars als Estats Units (Alabama i Ohio).


Aquestes plantes estan dissenyades per a operar en un cicle diari, es carrega durant i la nit i es descarrega durant el dia.

El funcionament d’aquestes plantes es basa en aprofitar l’energia elèctrica sobrant (de baix cost) fora de les hores punta, per comprimir l’aire en un magatzem subterrani, i més tard utilitzar-lo per alimentar una turbina generadora per alimentar la xarxa elèctrica durant els períodes d’alta demanda energètica.



Un exemple més concret i amb bones dades funcionals és la central instal·lada a Alabama, USA. En aquest cas el reservori és de tipus de volum constant, a diferència d’altres casos (en els casos en els que hi ha una connexió subterrània amb napes d’aigua).

L’aire es comprimeix de forma esglaonada, amb refredaments intermedis, amb lo que s’aconsegueix un bon rendiment en l’etapa d’emmagatzematge d’energia en els períodes en els que la xarxa té excedent d’energia.





Quan aquesta és requerida novament, s’utilitza l’aire comprimit per alimentar turbines de gas, també amb un cicle recuperatiu de bon rendiment termodinàmic, amb combustió i post combustió, i recuperació del calor dels gasos de sortida.

Sembla que, per més que en els expansors s’efectuï un cicle recuperatiu, el rendiment total de les turbines de gas normals no permetrien arribar all rendiment total que ostenten aquest tipus de instal·lacions, a partir del 75%; però, en realitat, en l’etapa de generació, es a dir, de transformació de l’energia acumulada, la totalitat de l’energia generada per les turbines de gas és emprada per a accionament del generador elèctric, és a dir, que no deriva energia per a accionament de compressors, i que constitueixen el factor limitant del rendiment de les turbines de gas.

Aquest esquema, com hem comentat abans, correspon a la primera instal·lació d’aquest tipus efectuada a l’estat d’Alabama, USA, essent les seves dades funcionals les següents:
• Potència: 110MW
• Ubicació: Mac Intosh – Alabama (USA.)
• Capacitat màxima: 26 hores
• Relació: 1,7 hores de compressió per hora de generació
• Rendiment: 75-76,1 %
• Cost: 500 U$S/KW (1988)

L’aire comprimit com a forma d’energia també es pot utilitzar per a descriure la tecnologia a menor escala, com els cotxes explotats per aire o parcs eòlics que emmagatzemen l’energia en tacs de fibra de carbono. L’emmagatzematge de l’energia en aire comprimit és una solució molt viable per a poder adaptar la irregularitat de la demanda.

Sistema recol·lector energètic per trànsit vehicular

Aquest sistema té com a objectiu produir energia elèctrica a baix cost i de manera no contaminant. L’inventor és Nelson González Acosta, nadiu de la República Dominicana.

El procés per a produir energia elèctrica es basa en la instal·lació d’una rampa amb un angle d’uns 45º que descendeix al pas dels vehicles.



Amb aquest moviment descendent s’activa un sistema de plaques que comprimeix l’aire resultant i l’impulsa cap a un tanc recol·lector.



Aquest aire comprimit és conduït cap al dipòsit a través d’un sistema de canonades. Una vegada l’aire està emmagatzemat, s’injecta cap a una turbina pneumàtica que fa moure una corretja unida a un generador, que és l’encarregat de produir l’energia elèctrica i distribuir-la per la xarxa.