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Inside a steel cylinder, a carbon fiber rotor spins in a vacuum at speeds above 11,000 rpm, held off its central shaft by magnetic bearings so that almost nothing rubs. That is the heart of Pulsar, a flywheel storage prototype that Sacramento-based Qnetic has begun testing at its technology center in Shanghai. The unit is still in low-speed testing. It has not yet been installed on a grid.
All'interno di un cilindro d'acciaio, un rotore in fibra di carbonio gira nel vuoto a velocità superiori a 11.000 rpm, sostenuto dal proprio albero centrale tramite cuscinetti magnetici, così che quasi nulla sfreghi. È il cuore di Pulsar, un prototipo di accumulo a volano che la Qnetic, con sede a Sacramento, ha iniziato a testare nel suo centro tecnologico di Shanghai. L'unità è ancora in fase di test a bassa velocità. Non è ancora stata installata su una rete elettrica.
The principle is old, the materials are new. Surplus electricity pushes the rotor to high speed, and the energy is stored as motion. When power is needed, a generator turns that motion back into electricity and the rotor slows. The heavier and faster the rotor, the more energy it holds, which is why the strength of the carbon fiber matters so much to the company. Flywheels have mostly been used for short bursts, lasting minutes or even seconds, such as backup power for telecom sites and data centers. Qnetic wants to push them into long-duration storage on the grid.
Il principio è vecchio, i materiali sono nuovi. L'elettricità in eccesso porta il rotore ad alta velocità, e l'energia viene immagazzinata sotto forma di movimento. Quando serve energia, un generatore trasforma quel movimento di nuovo in elettricità e il rotore rallenta. Più il rotore è pesante e veloce, più energia contiene, ed è per questo che la resistenza della fibra di carbonio conta così tanto per l'azienda. I volani sono stati usati soprattutto per brevi raffiche, di minuti o addirittura secondi, come alimentazione di backup per siti di telecomunicazioni e data center. Qnetic vuole spingerli verso l'accumulo di lunga durata sulla rete.
The case against lithium-ion batteries is the one Pratt keeps returning to. Batteries are typically cycled once a day, and they weaken with every cycle. Five years ago, when Qnetic was formulating its concept, large containerized battery systems were just becoming mainstream, and Pratt says batteries were then "too expensive" with degradation as the main problem. He argues that many billions have since gone into battery chemistry without solving cycle life and calendar life. Qnetic's bet is that a flywheel can cycle repeatedly without losing capacity.
L'accusa alle batterie agli ioni di litio è quella su cui Pratt torna continuamente. Le batterie vengono in genere sottoposte a un ciclo al giorno e si indeboliscono a ogni ciclo. Cinque anni fa, quando Qnetic stava mettendo a punto il suo concept, i grandi sistemi di batterie in container stavano appena diventando mainstream, e secondo Pratt le batterie erano allora «troppo costose», con il degrado come problema principale. Sostiene che da allora sono stati investiti molti miliardi nella chimica delle batterie senza risolvere la durata dei cicli e la durata di vita calendariale. La scommessa di Qnetic è che un volano possa sostenere cicli ripetuti senza perdere capacità.
The evidence so far is early. Qnetic reported in September that Pulsar completed its first 100 continuous charge-discharge cycles with zero faults or capacity degradation, a first test rather than a lifetime record. Separately, the motor produced 130 kW at 97.3% efficiency. The company has set up a factory and headquarters in Sacramento for low-volume production, and the Sacramento Municipal Utility District (SMUD) is to test Pulsar in a pilot under an initiative run by the Electric Power Research Institute, with a start targeted for the first half of 2027.
Le prove finora sono preliminari. A settembre Qnetic ha riferito che Pulsar ha completato i suoi primi 100 cicli continui di carica e scarica senza guasti né perdita di capacità: un primo test, non un record di durata. Separatamente, il motore ha prodotto 130 kW con un'efficienza del 97,3%. L'azienda ha allestito a Sacramento uno stabilimento e la sede per la produzione in piccoli volumi, e il Sacramento Municipal Utility District (SMUD) dovrà testare Pulsar in un progetto pilota nell'ambito di un'iniziativa dell'Electric Power Research Institute, con l'avvio previsto nel primo semestre 2027.
For a utility, the promise is a unit that can be cycled every day for years without the wear that batteries show. The planned design would reach 500 kWh, which is four hours of storage at a nominal 125 kW. But that growth depends on a stronger rotor that is still being developed, and Pratt acknowledges that the company is breaking new ground with composite rotors and that capacity and economies of scale remain hurdles. Competitor Amber Kinetics is also developing a version of its 32 kW units for above-ground deployment in steel shipping containers. Whether Pulsar reaches the grid will be decided by the 2027 pilot, not by the lab.
Per un'utility, la promessa è un'unità che può essere sottoposta a un ciclo ogni giorno per anni senza l'usura che mostrano le batterie. Il progetto previsto raggiungerebbe 500 kWh, pari a quattro ore di accumulo a una potenza nominale di 125 kW. Ma questa crescita dipende da un rotore più resistente, ancora in fase di sviluppo, e Pratt riconosce che l'azienda sta aprendo nuove strade con i rotori in composito e che capacità ed economie di scala restano ostacoli. Il concorrente Amber Kinetics sta inoltre sviluppando una versione delle sue unità da 32 kW per l'installazione fuori terra in container marittimi in acciaio. Se Pulsar arriverà sulla rete lo deciderà il progetto pilota del 2027, non il laboratorio.