L’anno scorso a Ukomola abbia tentato una strada un po’ rischiosa nella scelta del generatore: non potendo trasportare due generatori commerciali classici a magneti permanenti , del peso di circa 20kg ciascuno, per lo più di importazione cinese, e in assenza al momento di fornitori direttamente a Dar Es Salaam, consapevoli sia della spesa richiesta (350€ l’uno, spedizione esclusa), sia dei tempi stretti a disposizione per i test, avevamo optato per una strada alternativa un po’ freak.

Invece di un generatore a magneti permanenti comprammo un primo motore a magneti permanenti, usato, a un prezzo irrisorio, con cui eseguimmo alcuni test. Questi motori sono utilizzati per le biciclette elettriche, sia come kit di conversione che per biciclette elettriche ex-novo. Hanno la particolarità di presentare la capacità di recuperare l’energia dissipata nella frenata per ricaricare le batterie invece di disperderla in calore sui pattini: un sistema analogo al KERS della Formula 1, per capirci.

La cosa ci incuriosiva per varie ragioni:

• questi motori sono essenzialmente delle macchine sincrone molto semplici, reversibili;
• hanno un peso decisamente ridotto rispetto a un comune generatore a magneti permanenti (diciamo dimezzato, a grandi linee) e un costo molto molto inferiore;
• Devi-motion vende modelli a poco più di 100€;
• la possibilità di fissare agevolmente su un semplice telaio da bicicletta il generatore, con un rapporto di trasmissione definibile in loco semplicemente cambiando ingranamento tra corona e rocchetto ci lasciava ampio margine per la realizzazione a Ukomola che, non dimentichiamolo, era per noi località abbastanza sconosciuta.

Alcuni video in Rete lasciavano presupporre la possibilità di utilizzare questi motori anche solo come generatori: qualcuno li utilizza per la cyclette in palestra, qualcun altro ci traffica e basta.

Qualche commento qua e là lasciava trasparire la possibilità che la cosa sia fattibile.

an important comment about using MagicPie as a generator

Il MagicPie è un motore-generatore trifase con controller integrato, indicato per 1000W@48V: da banali leggi della fisica segue che la corrente continua in uscita a valle di un ponte di diodi (nel caso del generatore) o a valle della batteria (nel caso di uso come motore) sarà pari a 20,83A. Un mucchio di corrente. La corrente di linea alternata sarà chiaramente minore nel suo valore efficace, ma pur sempre elevata. Insomma, la cosa non ci convinceva affatto: quanto può durare lo smalto dell’avvolgimento, sottoposto a surriscaldamento per effetto Joule? e se anche lo smalto non si danneggia, a che temperatura potrà arrivare il motore-generatore? E questo calore, che è energia fornita ma non trasformata in elettricità, di quanto abbasserà il rendimento?

regenerative braking system discussion on Goldenmotor forum

Alcuni test sul MagicPie usato ci fecero ben sperare: l’apertura dell’hub (o “padellone”, come lo si chiama noi) tuttavia ci lasciò il dubbio che quei fili, così piccoli, non potessero e non possano reggere le potenze che intendevamo fargli generare.

inside the MagicPie – the controller was previously removed

Alle prime domande pareva sensato rispondere che l’utilizzo come motore entro i valori di targa dichiarati comporta nè più nè meno lo stesso flusso di corrente, semmai con verso della potenza opposto. E tuttavia si ragionava circa la durata dello sforzo a potenza massima: quando mai in bicicletta si sottopone il mezzo a uno sforzo di 1000W per più di qualche minuto? Invece nelle condizioni di vento di Ukomola 1000W corrispondono a vento intenso (intenso e nulla più, beninteso! 7-8 m/s), per svaria’te ore. Insomma, il motore-generatore sottoposto a sforzo prolungato probabilmente sarebbe finito abbrustolito…

Infine: mentre il rendimento della macchina usata come motore è noto e ricavabile da grafici forniti dai costruttori, per quanto riguarda le performance utilizzandolo come generatore nulla potevamo dire. Così, quand’anche funzionasse ma risultasse un rendimento molto basso, beh, la scelta operata si rivelerebbe quanto meno poco efficace oltre che poco efficiente: utilizzare il vento per riscaldare il generatore e quindi l’aria circostante non pare un gran colpo di genio!

Le prove messe in atto a Ilembula e Ukomola, pur dimostrando la fattibilità della realizzazione, nulla ci aveva detto circa surriscaldamento e rendimento: le condizioni di prova, peraltro, erano un tantino precarie…

hub motor testing in Ilembula

Insomma, nelle ultime settimane abbiamo allestito un piccolo banco di prova più attrezzato della versione africana dello scorso anno, e finalmente abbiamo qualche dato decisamente interessante.

[continua…]