Produrre energia pedalando? Pedalare su una moderna bicicletta per produrre elettricità può essere un ottimo esercizio, ma in molti casi non è sostenibile. L’idea di base è che le persone devono muoversi per mantenersi in salute, quindi tanto vale usare quell’energia prodotta per far generare elettricità.
Non sarebbe male se fosse possibile, soprattutto in un periodo di caro bollette e crisi energetica come quello attuale. Ma come può funzionare?
Possiamo dire che esistono due modi per alimentare un dispositivo tramite la pedalata. In maniera diretta attraverso un collegamento meccanico, come accadeva con tutte le macchine a pedali in vendita all’inizio del XX secolo. Oppure si può pedalare per generare elettricità, che viene poi utilizzata per alimentare il dispositivo.
Negli anni ‘70, la maggior parte della ricerca era rivolta alla trasmissione diretta di energia meccanica. Oggi, invece, l’interesse per “le macchine a pedali” è quasi esclusivamente rivolto alla generazione di elettricità, ad esempio per ricaricare telefoni cellulari e computer portatili.
Oggigiorno la quasi totalità di queste invenzioni riguardano cavalletti da montare sulla bicicletta, collegati a un generatore elettrico e a una batteria. In questo modo una normale bicicletta può diventare un vero e proprio generatore di elettricità.
Ma produrre energia elettrica in casa pedalando può davvero funzionare? Facciamo un’analisi insieme.
La generazione di elettricità a pedali è molto inefficiente
Iniziamo col dire che l’approccio attuale all’energia a pedali presenta diverse criticità.
Innanzitutto, è importante sapere che la generazione di elettricità è ben lungi dall’essere il modo più efficiente di applicare l’energia a pedali. A causa delle perdite interne di energia nella batteria, nel sistema di gestione della batteria, in altre parti elettroniche e nel motore/generatore.
Queste perdite di energia si sommano rapidamente. Dal 10 al 35% nella batteria, dal 10 al 20% nel motore/generatore. E ancora dal 5 al 15% nel convertitore (che converte la corrente continua in corrente alternata) e di circa il 17-25% nel regolatore di tensione.
Ciò significa che la perdita totale di energia in un generatore a pedali sarà di almeno il 42% circa. Perdita che può arrivare anche fino al 67,5%.
Inoltre, ci sarà un’ulteriore leggera perdita quando la batteria rimarrà inattiva e quando si deteriorerà diminuendo l’efficienza di carica.
Una perdita di energia tra il 42 e il 67,5% significa che per alimentare un dispositivo occorre pedalare con uno sforzo o un tempo superiore del 42-67,5%.
Questa può essere considerata una perdita accettabile se si utilizzano come fonte di energia i pannelli solari o una turbina eolica collegata a una batteria, ma diventa piuttosto problematica quando si deve fornire l’energia da soli.
Le biciclette tradizionali non sono state realizzate per generare energia
Il secondo problema dell’attuale approccio alla pedalata è che utilizza una bicicletta tradizionale su un cavalletto di allenamento invece di una macchina a pedali costruita da zero, come avveniva alla fine del XIX secolo.
Naturalmente, l’uso di una bicicletta tradizionale ha i suoi vantaggi, ma anche in questo caso bisogna rendersi conto che questo approccio è molto meno efficiente.
Uno dei motivi è l’uso della cosiddetta trasmissione ad attrito, poiché la ruota posteriore della bicicletta agisce sul piccolo rullo del motore/generatore.
Mentre le trasmissioni a catena e a cinghia (utilizzate nelle macchine a pedali della fine del XIX secolo) hanno un’efficienza fino al 98%, una trasmissione a frizione è efficiente solo per l’80-90% e si usura molto più rapidamente.
Questa perdita di energia deve essere aggiunta a quella del 42-67,5% calcolata sopra, arrivando così a una perdita di efficienza del 52-87,5%.
La generazione di elettricità pedalando non è ecologica ed è costosa
La generazione di elettricità non è solo inefficiente, ma rende la pedalata meno sostenibile, meno robusta e più costosa.
Innanzitutto, le batterie devono essere prodotte e sostituite regolarmente. Questo richiede energia, che può annullare completamente il vantaggio ecologico dell’alimentazione a pedali.
Inoltre, mentre una macchina a pedali è la fonte di energia più robusta e resistente se si alimentano i dispositivi meccanicamente, questo vantaggio si perde quando si inizia a generare elettricità pedalando.
Poche persone sono in grado di produrre autonomamente le batterie, per cui si rimane dipendenti da una fornitura regolare di batterie di ricambio. Inoltre, le parti elettroniche della macchina (regolatore di tensione, motore/generatore, convertitore) possono rompersi e non sono facili da costruire o riparare da soli.
Le soluzioni per produrre energia
Un modo per risolvere le grandi perdite di energia dei generatori di energia a pedali è quello di non produrre affatto elettricità e di alimentare i dispositivi meccanicamente, quando possibile.
Un altro modo – l’unico per i dispositivi che non possono essere alimentati tramite un collegamento meccanico diretto perché non si basano sul movimento rotatorio – è quello di rendere più efficiente la generazione di elettricità.
Questo può essere fatto costruendo da zero un generatore a pedali invece di utilizzare una bicicletta da strada, e/o eliminando uno o più componenti elettronici nella catena di trasmissione dell’energia.
Al di là della comparazione tra macchine meccaniche a pedali e strumenti per produrre energia pedalando, per contrastare la crisi climatica e alleggerire il peso delle bollette, ci sono numerose azioni che possono essere attuate.
In primis, ognuno di noi può avere dei comportamenti in casa per efficientare il consumo di energia, inoltre si possono fare degli investimenti per poter fornire alla propria abitazione energia proveniente da fonti rinnovabili e indipendenti dalla rete, come quella proveniente dai pannelli solari.
Un ulteriore nuovo modo per produrre energia in maniera sostenibili (economicamente ed ecologicamente) è rappresentato dalle comunità energetiche rinnovabili, che stanno lentamente prendendo piede anche in Italia.
