Materiali plastici ad elevate prestazioni per fonti di energia rinnovabile

Le fonti di energia rinnovabile sono indispensabili per la protezione ambientale. L’energia eolica, l’energia solare, la bioenergia, l’energia idroelettrica e la tecnologia delle celle a combustibile svolgono tutte un ruolo essenziale nel mix energetico del futuro.
In quello che è ancora prevalentemente un settore industriale giovane, molte applicazioni possono essere realizzate solo usando nuovi materiali. I materiali plastici ad elevate prestazioni svolgono un ruolo determinante e sono usate in una sempre più ampia varietà di impieghi.

I sistemi utilizzati per la generazione di energia rinnovabile sono sottoposti a un processo di sviluppo tuttora in corso. L'affidabilità di questi sistemi è migliorata in maniera determinante e gli interventi di manutenzione frequenti sono una cosa del passato. I progressi realizzati in questo campo sono dovuti in gran parte all'uso di materiali moderni.

Alcuni materiali plastici usati nella tecnologia per le energie rinnovabili:

(PTFE) Coefficiente di attrito particolarmente basso. Eccezionale resistenza chimica. Naturalmente resistente alla fiamma, auto estinguente.
(PEEK) Elevata stabilità termica. Eccellente stabilità dimensionale. Grado elevato di tenacità.
(PI) Bassa degassificazione in conformità allo standard ESA. Elevata rigidità con basso peso.
(POM-C) Dimensionalmente stabile. Resistente ai grassi. Elevata resilienza.
(POM-H) Elevata resistenza meccanica. Ottime proprietà di lavorazione.
(PA6) (PA6-G) Grado elevato di tenacità. Resistenza a oli, lubrificanti e carburanti. Elevata resistenza all'abrasione.
(PET) Molto leggero. Molto resistente all’abrasione. Facile da lavorare.

Energia eolica

Il potenziale offerto dall’energia eolica è ben lungi dall'essere esaurito. Le prospettive di ulteriore espansione del settore sono altamente positive, principalmente attraverso il potenziamento o il cambio di apparecchiature obsolete con impianti moderni più efficienti e l’utilizzo di energia eolica off-shore.
Lo sviluppo tecnologico è estremamente avanzato in questo campo. Tuttavia, lo sforzo nel migliorare l’efficienza, unito alle condizioni estreme presenti nei parchi eolici off-shore, stanno rendendo sempre più rigorosi i parametri e le caratteristiche richieste ai requisiti dei materiali utilizzati. A seconda del campo di applicazione, i materiali plastici ad elevate prestazioni devono rispondere alle seguenti richieste:

  • elevata resistenza all'abrasione
  • elevata stabilità termica
  • stabilità dimensionale
  • basso coefficiente d’attrito
  • peso ridotto
  • proprietà auto-lubrificanti
  • proprietà antistatiche

Principali settori di applicazione:

  • piastre/anelli di scorrimento
  • cuscinetti/guide radiali
  • boccole, pale
  • componenti di accoppiamento
  • componenti del cambio
  • elementi centrali di lubrificazione

Fotovoltaico e solare termico

La fabbricazione di impianti solari per la generazione di calore o energia elettrica è un processo complesso. I componente fondamentali di questo processo sono i wafer di silicio.
Un’intera gamma di applicazioni è coinvolta nel loro processo di produzione che si basa sull’uso di materiali plastici ad elevate prestazioni.
Pertanto i materiali utilizzati devono soddisfare una considerevole varietà di esigenze:

  • capacità di carico termica e meccanica
  • buon isolamento elettrico/conducibilità definita
  • minima dilatazione termica
  • elevata resistenza all'abrasione
  • buona resistenza chimica
  • elevata resistenza al plasma
  • basso degassamento in vuoto
  • minima percentuale di ioni estranei

Principali settori di applicazione:

  • pinze
  • wafer
  • manipolazione dei wafer
  • elementi scorrevoli
  • boccole

Energia idroelettrica

La produzione di energia idroelettrica è una tecnologia relativamente antica, ma tecnologicamente avanzata. L’energia cinetica e potenziale prodotta dall’acqua corrente viene convertita in energia meccanica di rotazione per mezzo di una turbina. Innovazioni più recenti, quali centrali per lo sfruttamento delle onde e delle maree, stanno attirando un sempre maggiore interesse nel settore.
I materiali plastici possono apportare un contributo essenziale a un funzionamento efficiente e a bassa manutenzione, per le loro proprietà, quali:

  • elevata resistenza all'abrasione
  • resistenza alla corrosione
  • stabilità dimensionale
  • basso coefficiente d’attrito
  • peso minimo
  • proprietà auto-lubrificanti
  • proprietà antistatiche

Principali settori di applicazione:

  • cuscinetti
  • elementi portanti
  • componenti pneumatici ed idraulici
  • guarnizioni di tenuta

Bioenergia

La biomassa è una fonte di energia rinnovabile importante e versatile.
Le materie prime rinnovabili sono usate in forma solida, fluida o gassosa per la generazione di energia elettrica e calore, oltre alla produzione di biocarburanti. In questo settore i materiali plastici sono impiegati in un’ampia varietà di usi, in particolare in presenza di temperature elevate o quando si rendono necessarie eccezionali capacità di carico meccaniche o tribologiche.

Principali settori di applicazione:

  • elementi di tenuta
  • elementi esposti ad elevati carichi termici

Celle a combustibile

Le celle a combustibile stanno diventando un caposaldo irrinunciabile nella produzione di energia nel futuro, soprattutto per la loro versatilità di applicazione, l’efficienza e il rispetto per l’ambiente. Attualmente le celle a combustibile sono già diventate una consueta caratteristica di molte applicazioni.
Le loro performance e la loro efficienza possono essere aumentate, in particolare per le applicazioni mobili, riducendo il loro peso. In questo ambito i materiali plastici ad elevate prestazioni rivestono un ruolo fondamentale.
I requisiti fondamentali includono:

  • eccellente rigidità e resistenza
  • elevata stabilità termica
  • elevata stabilità dimensionale
  • elevatissima resistenza alle alte temperature

Principali settori di applicazione:

  • pannelli terminali

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