Metti l'aria nel motore

[Thethirdeye]

Metti l'aria nel motore



Fonte: http://punto-informatico.it/3412792/PI/ ... otore.aspx

Un inventore britannico realizza un prototipo che funziona con pura aria stoccata allo stato liquido. Un'idea che piace all'università e all'industria

Roma - Portasse a compimento l'obiettivo che si è dato con la sua azienda, l'inventore Peter Dearman potrebbe avere per le mani una tecnologia a dir poco rivoluzionaria. Il concetto è semplice, e nemmeno tanto originale: usare gas allo stato solido come "carburante" di un motore che come scarto produce vapori di aria fredda e nient'altro.

The Dearman Engine Company, questa la società fondata dal cittadino britannico per concretizzare il sogno della propulsione a emissioni zero, ha ideato un design di motore che funziona con aria raffreddata a -160 gradi centigradi: l'aria (che a quelle temperature si mantiene allo stato liquido) viene pompata all'interno dei pistoni assieme a un fluido per lo "scambio di calore", e il risultato è l'aumento repentino di temperatura del "carburante" e la relativa espansione all'interno della camera di "scoppio" che spinge in su il pistone.

[Blue-circled]

Bella invenzione. Mi piacciono questi progetti.
Peccato che serva comunque energia per poter raffreddare l'aria a -160 C...
Secondo me, data l'attuale tecnologia, la miglior fonte di energia "a impatto zero" è quella elettrica, possibilmente di origine solare.

[vipalex]

Blue-circled ha scritto:

Bella invenzione. Mi piacciono questi progetti.
Peccato che serva comunque energia per poter raffreddare l'aria a -160 C...
Secondo me, data l'attuale tecnologia, la miglior fonte di energia "a impatto zero" è quella elettrica, possibilmente di origine solare.

Si ma anche per l`energia solare occorre altra energia per produrre i pannelli solari

Da Londra
Alex

[dresda99]

A mio avviso ce l'abbiamo.

La Monnezza!!

Vedi la delorean di ritorno al futuro.

Ultima modifica di dresda99 il 31/01/2012, 08:31, modificato 1 volta in totale.

[vipalex]

dresda99 ha scritto:

A mio avviso ce l'abbiamo.

La Monnezza!!

Vedi la delorean di ritorno al futuro.

[quisquis]

vipalex ha scritto:

Si ma anche per l`energia solare occorre altra energia per produrre i pannelli solari

Da Londra
Alex

E' vero ed infatti un parametro chiave per valutare l'efficacia dei pannelli solari è proprio il cosiddetto "Tempo di ritorno" Energetico, ossia quanto tempo serve affinché un pannello solare possa restituire l'energia che è servita a produrlo. Per la precisione è "il tempo in anni necessario a un sistema fotovoltaico completo (moduli + cavi + apparecchi elettronici) per produrre l'energia spesa per la sua produzione"

Questo parametro, che non ha nulla a vedere con i costi, che sono solo un fatto umano, riguarda la misura oggettiva dell'energia, quindi un fatto fisico.

Quanto tempo ci vuole? Alcuni studi dicono 3-4 anni, altri 5-6, dipende anche dalla latitudine; chiaramente paesi come l'Italia sono avvantaggiati rispetto ai paesi centro e nord europei; per il nostro paese ci sono studi che indicano tempi ancora più bassi.
Tenendo conto che un pannello possiede una vita media di una ventina d'anni (ma possono vivere anche di più), mettendosi quindi nell'ipotesi peggiore questo vuol dire che i primi 6 anni il pannello lavora per restituire l'energia che è servita a produrlo, ma durante gli altri 14 immette energia elettrica nuova nel sistema, energia elettrica che prima non c'era.

Mi sembra che però nessuno abbia mai tentato finora una stima dell'energia (non costi, ma energia) necessaria anche a smaltire un pannello; anche quella andrebbe computata nel TRE.

http://www.bipv.ch/index.php?option=com ... 15&lang=it

http://www.enerpoint.it/news/news_show.php?id=386

[Fuoco e fiamme]

Scusa quisquis,è solo un mio parere,ma ho dei dubbi che il tempo di ritorno energetico di un pannello solare sia di soli 6 anni...

Io ho lavorato in una fabbrica dove ci arrivava la materia prima,cioè i wafer di silicio,e poi noi la facevamo diventare il pannello finito,e consumavamo tanta di quell'elettricità(senza considerare i gas)da non riuscire quasi a pagare l'enel...

A memoria (ma posso sbagliarmi) posso dirti che ad 1 linea (ne avevamo 2), la potenza che serviva era di circa 1,5MW/h...

E' una domanda che mi sono sempre posto anch'io se il pannello "ritorna" l'energia che è stata utilizzata per produrlo,ma dopo un po' che lavoravo lì ho rinunciato a fare una stima dettagliata perchè i fattori da considerare sono troppi (vedi estrazione dei gas,della materia prima,degli acidi ecc.), per cui, sommariamente, sono giunto alla conclusione che un pannello fotovoltaico non riesce a "restituire" l'energia necessaria alla sua creazione (conclusione personale e opinabilissima)

Una nota positiva è che non c'erano molti prodotti di scarto in questa tipologia di lavorazione,anche se può sembrare strano...l'ho visto con i miei occhi, non buttavamo via quasi niente,nemmeno l'acqua pulita,e infatti abbiamo ricevuto anche un premio per questo...

[quisquis]

Fuoco e fiamme ha scritto:

Scusa quisquis,è solo un mio parere,ma ho dei dubbi che il tempo di ritorno energetico di un pannello solare sia di soli 6 anni...

Io ho lavorato in una fabbrica dove ci arrivava la materia prima,cioè i wafer di silicio,e poi noi la facevamo diventare il pannello finito,e consumavamo tanta di quell'elettricità(senza considerare i gas)da non riuscire quasi a pagare l'enel...

A memoria (ma posso sbagliarmi) posso dirti che ad 1 linea (ne avevamo 2), la potenza che serviva era di circa 1,5MW/h...

Ciao, ogni dubbio è lecito, anzi ben venga ogni contributo volto a fare chiarezza; ti ricordi quanto tempo ci voleva per produrre un singolo pannello su una linea di produzione? Quanti se ne producevano in un'ora?

Quello che conta è l'energia consumata per produrre un singolo pannello.
I costi Enel non contano, conta l'energia spesa. E' vero che i costi sono proporzionali all'energia, ma sono un'altra cosa. In un paese dove c'è abbondanza di petrolio 1 chilowattora di energia elettrica costa di meno, ma sempre un chilowattora è; quello che interessa capire rispetto a questo parametro non è quanto ci costa produrre un pannello qui o in un'altra nazione (cosa che può variare), ma se è energeticamente conveniente produrlo, indipendentemente dai costi sostenuti.

Interessante quanto dici sui prodotti di scarto; io non so però se qualcuno ha mai computato nel TRE l'energia (non i costi) necessaria a smaltire un pannello finito alla fine del suo ciclo di vita.

Ultima modifica di quisquis il 04/02/2012, 12:18, modificato 1 volta in totale.

[mik.300]

ma la macchina "eolo"
non funzionava allo stesso modo?

[quisquis]

mik.300 ha scritto:

ma la macchina "eolo"
non funzionava allo stesso modo?

Per quanto ricordo io no; l'idea del progetto italiano "eolo", che si pensava di portare in produzione nel 1992-1993 a Rieti, si fondava sulla semplice compressione di aria che poi la macchina avrebbe dovuto rilasciare gradualmente di giorno. Ottima per il traffico cittadino, niente rumore, niente inquinamento da tubo di scappamento, perfino la possibilità di applicare dei filtri purificanti all'aria in uscita, restituendola più pulita all'ambiente dal quale sarebbe stata presa.
Però non piccoli problemi di sicurezza a causa della pressione, macchina di non ridotte dimensioni per ospitare il "motore", necessità di un compressore a casa, consumo di energia elettrica per comprimere l'aria. Insomma una serie di interessanti Pro ma anche dei contro. Certo se si fosse partiti la tecnologia si sarebbe certamente perfezionata, sono passati ormai vent'anni; niente nasce perfetto, anche il motore a scoppio all'inizio era patetico rispetto a quelli di oggi; penso che sia stata boicottata, nel senso che si è calcata la mano sui contro piuttosto che sui pro e sulla possibilità di iniziare a diversificare il mercato in questo senso.

[zakmck]

quisquis ha scritto:
Quello che conta è l'energia consumata per produrre un singolo pannello.

E' esattamente in questi termini che la cosa deve essere considerata. Il parametro che misura il tempo di pay-back si chiama EPBT e dipende in particolar modo dalla tecnologia fotovoltaica impiegata. Ovviamente e' calcolato tenendo in considerazione un irraggiamento di riferimento, uguale per tutti i prodotti/produttori. Ne consegue che il tempo di pay-back effettivo puo' variare in funzione delle condizioni di utilizzo, ma questo e' del tutto ininfluente nel conteggio del bilancio energetico (ovviamente se mettiamo il pannello in magazzino, questi non si ripaghera' mai).

Qui potete vedere i vari valori di EPBT in funzione della tecnologia fotovoltaica:




Tenete presente che i dati riportati in tabella sono del 2009: ovviamente l'EPBT non varia, ma il costo di produzione e' drasticamente diminuito.

In ogni caso si puo' vedere che questo tempo non e' mai superiore ai due anni.

Infine, considerando che la vita media dei pannelli, seppur con rendimenti decrescenti, e' di circa 35-40 anni (quella teorica e' di circa 85 anni) possiamo dire che in termini energetici si tratta di un ottimo affare.

[zakmck]

Blue-circled ha scritto:

Bella invenzione. Mi piacciono questi progetti.
Peccato che serva comunque energia per poter raffreddare l'aria a -160 C...
Secondo me, data l'attuale tecnologia, la miglior fonte di energia "a impatto zero" è quella elettrica, possibilmente di origine solare.

A mio parere si tratta di due argomenti totalmente differenti.

Una cosa e' parlare di sistemi per la produzione di energia e un'altra e' parlare di sistemi per l'accumulo dell'energia.

Mescolare le due questioni puo' ingenerare confusione.

Chiarito questo aspetto, possiamo tornare ad esaminare questo sistema, che a mio parere presenta dei decisi punti di interesse.

In pratica il sistema immagazzina l'energia utilizzando l'aria liquida a circa -195° (e non -160 come indicato prima) alla pressione di 1 bar (in pratica quella ambiente al livello del mare). Non si tratta ovviamente di una novita', ma i recenti risultati sugli impianti criogenici hanno consentito di portare l'efficienza di questo processo a circa il 50% nel caso si utilizzi la temperatura ambiente per invertire il processo.

Purtroppo la temperatura alla quale si ottiene la restituzione dell'energia ha un ruolo ancora importante e puo' comportare grosse variazioni (+/- 20%). Ad esempio, negli impianti industriali che utilizzano questa tecnologia, solitamente si sfruttano gli eccessi di calore (tipici in ambito industriale) riuscendo a raggiungere soglie di efficienza prossime al 70%.
E' evidente quindi che per utilizzare questa forma di accumulo per i normali veicoli civili sara' necessario ingegnerizzare ulteriormente il processo per renderlo utilizzabile anche nei climi pu' freddi con la necessaria efficienza.

Si tratta quindi di una tecnologia utilizzabile da subito ed economicamente sostenibile?

Per rispondere a questa domanda direi che bisogna riferirsi alle cifre in gioco, cercando di distogliere l'attenzione dalla questione efficienza.

Ad oggi, il sistema di accumulo piu' diffuso e sviluppato e' senza dubbio costituito dalle batterie elettriche. I recenti risultati in termini di efficienza sono molto incoraggianti (80-90%) ma la necessita' di ricorrere a materiali costosi e scarsamente disponibili rendono questa tecnologia poco conveniente. Ad oggi, i costi di produzione si attestano a circa 4'000$ per kilowatt di potenza accumulata. E' difficile prevedere ulteriori miglioramenti di efficienza (che tra l'altro sarebbero poco significativi) e l'attuale "guerra" sull'approvvigionamento delle materie prime rende questa tecnologia estremamente critica per il prossimo futuro.

Per contro, la tecnologia criogenica, seppur caratterizzata da una minore efficienza, ha invece dei costi di produzione estremamente piu' contenuti e utilizza materiali comunemente reperibili. I costi attuali si assestano intorno ai 1'000$ per kilowatt di potenza accumulata, quindi circa un quarto del costo dei sistemi basati sulle batterie.

Ecco dunque che alla domanda precedente possiamo rispondere con un secco SI.

Se poi consideriamo anche altri elementi, secondari ai costi di produzione, otteniamo che questa tecnologia e' ampiamente superiore:

- lunga vita dei dispositivi di stoccaggio (si usano i vasi Dewar, in pratica sono dei serbatoi)
- assenza di dispositivi di controllo di carica/scarica (nelle batterie sono indispensabili per controllare la temperatura di esercizio delle batterie di potenza)
- facilita' di auto produzione dell'aria liquida (basta un opportuno compressore o ancora meglio un sistema che utilizzi il ciclo di Stirling inverso)
- ottimo rapporto di densita' energetica (cioe' in Watt per kg)

Che dire infine. Le premesse ci sono tutte, ora si tratta di vedere come ingegnerizzeranno il prodotto e la catena di produzione.

[tommaso]

dresda99 ha scritto:

A mio avviso ce l'abbiamo.

La Monnezza!!

Vedi la delorean di ritorno al futuro.

Anvedi chi è ricicciato mister five euro..

[tommaso]

Bellissima siegazione zakmck hai sviscerato tutto quanto in poche righe grazie..

[quisquis]

zakmck ha scritto:

Una cosa e' parlare di sistemi per la produzione di energia e un'altra e' parlare di sistemi per l'accumulo dell'energia.

Mescolare le due questioni puo' ingenerare confusione.

questo è un errore che si commette frequentemente, per esempio molti confondono l'idrogeno che potrebbe essere bruciato in una cella a combustibile con una fonte di energia, dimenticando che l'idrogeno prima bisogna ottenerlo estraendolo dall'acqua; in questo contesto l'idrogeno diventa solo un modo per accumulare, trasportare e rilasciare energia al momento opportuno. Diverso sarebbe se si riuscisse una volta per tutte a rendere perfettamente ripetibili i fenomeni di fusione; in quel caso l'energia che si otterrebbe nel fondere idrogeno e/o suoi isotopi sarebbe superiore a quella spesa per estrarlo dall'acqua, in quel caso avrebbe senso parlare di idrogeno come fonte di energia e non semplice vettore.

Ultima modifica di quisquis il 04/02/2012, 20:19, modificato 1 volta in totale.