pasquino, ha chiesto in Matematica e scienzeIngegneria · 1 decennio fa

volendo trasformare energia elettrica ???

con l'aria compressa quanta energia elettrica riusciremmo a trasformare? con quale resa se poi la ritrasformassimo in energia elettrica??

Aggiornamento:

se convogli dell,aria compressa su una turbina che fa girare una dinamo si riottiene energia elettrica, il calcolo dei bar dovrebbe essere per ottenere il maggior rendimento.

Aggiornamento 2:

se la fonte primaria di energia elettrica fosse un pannello fotovoltaico quanta energia si potrebbe immagazzinare con questo sistema? se non sono stato chiaro nel mio quesito chiedete ulteriori dettagli.

Aggiornamento 3:

e, ovvio che l'intermediatore finale dovrebbero essere sempre le batterie .

Aggiornamento 4:

pensavo si potessero utilizzare dei liquidi con caratteristiche meccaniche di compressione per aiutare a tenere costante la pressione.

Aggiornamento 5:

considerando le fonti di approvigionamento naturali sole ed aria e qualche accorgimento tecnico ,anche se inizialmente non troppo economico ma altamente ecologico un sistema messo a punto al meglio potrebbe risolvere un po, di problemi energetici.

Aggiornamento 6:

le macchine che avevo preso in considerazione erano quella rotatoria ad eccentrico realizzato in australia e l'altra a pistoni realizzaza dall (amd) che stanno per montare sulla macchina ad aria compressa .quindi dato che studi su motori sono gia, completati perche, non utilizzarli anche per il recupero di energia?

7 risposte

Classificazione
  • 1 decennio fa
    Risposta preferita

    PREMESSA

    Ti ricordo che le centrali elettriche non fanno altro che convertire una forma di energia di tipo non elettrico [energia meccanica, termica, chimica, ecc] in energia elettrica e ovviamente nel convertire una forma di energia in un'altra una piccola parte dell'energia iniziale si perde [in genere sotto forma di calore]. A livello ingegneristico si cerca di ridurre al minimo questa energia persa ma purtroppo non si potrò mai eliminare definitivamente e pertanto ogni conversione energetica si porta dietro delle perdite

    [è quanto affermato dai principi della termodinamica].

    In realtà in molte centrali elettriche come ad esempio quelle termoelettriche e nucleari, si usa proprio vapore ad alta pressione per far girare le turbine degli alternatori che non sono dinamo in corrente continua ma sono generatori sincroni trifasi di elevata potenza [parecchie centina di MW] e di dimensioni enormi [decine di metri di lunghezza].

    Questo vapore ad alta pressione viene prodotto con opportuni metodi portando in ebollizione grandi masse d'acqua o di altri liquidi che vengono continuamente riutlizzate [per i dettagli ti rimando a testi di fisica tecnica e di energetica].

    Ora, alla luce di quanto esposto nella premessa, se si dovesse impiegare solo ed esclusivamenteamente dell'aria compressa insorgono diversi problemi tecnici non banali la cui soluzione sarebbe antieconomica oppure comporterebbe una rendimentro troppo basso.

    Tanto per farti un esempio in questo caso si avrebbe una doppia conversione dell'energa in quanto bisognerebbe produrre e spendere energia per far funzionare il compressore il quale per quanto buono possa essere non avrà mai un rentimento unitario. Successivamente usando l'aria compressa prodotta dal compressore per far girare una turbina si avrebbero altre perdite.

    Allo stato attuale delle cose per far girare le turbine degli alternatori si continua ancora ad usare vapore ad altra pressione per tanti motivi tecnici ed economici.

    Come vedi i problemi energetici sono tutt'altro che banali

    Spero di averti chiarito le idee: se hai ancora dei dubbi da chiarire chiedi pure

    Fonte/i: studio ingegneria elettrica
  • 1 decennio fa

    Il rendimento totale del sistema forse arriverebbe al 1,5% per un impianto su 12 kW di pannello solare. Sarebbe difficilissimo fare un compressore ad lato rendimento e alta pressione al variare della corrente a disposizione durante le diverse ore della giornata. Bisogna considerare già le varie conversioni e due cicli dinamici a bassa temperatura iniziale e bassa pressione. Le espansioni adiabatiche sono svantaggiose.

    Lascio i problemi di essicazione dell'aria per lavorare con temperature allo scarico inferiori al grado centigrado per evitare brina nel motore. Il motore del copressore dovrebbe aver un sistema di avviamanto "a vuoto" cosa possibilissima (frizione, bypass, azionamento a frequenza variabile ... a tua scelta) per poter essere accoppiato ai pannelli: il carico con spunto in avviamento è quanto di meno adatto sia ai pamnneli solari e di prima mattina, quando il sole reca poca corrente, è da sforzo ciclopico

    I costi di esercizio delle macchine con molti organi in movimento è notevoli, forse l'energia che ottieni è quella sufficiente a muovere la pompa dell'olio e vincere la viscosità di lubrificazione.

    Non biasimate tanto le batterie. il caro e vecchio "piombo stazionario" ha una restituzione di energia che raggiunge l'85% in ambito industriale, non ha inefficienze di conversione.

    Saluti

    Lascia perdere le complicazioni tolemaiche.

    Applica il principio di "Pochi pezzi messi bene".

    Se hai energia elettrica, e vuoi energa elettrica la resa migliore è un razionale impianto elettrico.

    Domanda a quei signor dell'aria compressa di disegnarti sul piano p-v il ciclo del compressore, che già perde tanta entalpia nel raffreddamento e poi nel motore, dove l'aria da da temperatura ambiente deve espandersi e ben difficilmente scende sotto lo 0°C. in pratica per non avere brina.

    Ricorda il ciclo ideale di Carnot e il rendimento dipendente dalle temperature assolute del gas usato.

    Motori e compressori ad aria compressa sono messi a punto da almeno 6 leader specialisti indiscussi della materia e sono noti da 50 anni, dalle perforatrici per miniera alle chiodatrici ad alta velocità, a vite, a palette, a pistoni. Dovrei avere una trattazione teorico pratica di una azienda del Nord Europa e una giapponese in merito. Si parla, in campo industriale, di pressioni da 6 a 30 bar con un massimo di 240 bar per applicazioni speciali con componentistica specifica. Cred difficile che a laboratori di ricerca di quella importanza sia sfuggito qualcosa....

    Fonte/i: mens et manus, art and science
  • 1 decennio fa

    C'è anche un'altra cosa da tener presente e che mi sembra di non aver letto nelle altre risposte. cioè l'effetto della temperatura.

    Se tu comprimi l'aria di giorno quando è più calda consumi perchè come a comprimerla fino ad una certa pressione, ma una volta che questa si raffredda di notte la pressione nel serbatoio diminuisce. Se la cosa funzionasse al contrario(cioè comprimerla quando è fredda e usarla quando è calda) la cosa sarebbe un po' più vantaggiosa, specialmente con una escursione termica apprezzabile, funzionerebbe in modo simile al ciclo termodinamico "Gas"( in pratica la tua fonte energetica non sarebbe più solo fotovoltaica ma anche termica). Ma non ti saprei dire se saresti in grado di recuperare le perdite dovute alle efficienze delle trasformazioni. e poi resta il fatto che la normale escursione termica fra giorno e notte è a tuo sfavore.(magari si potrebbe pensare a posti diversi invece che orari diversi, esempio una cantina in estate è relativamente più fresca dell'esterno al sole)

    Il vantaggio è che probabilmente a certe condizioni accumulare aria potrebbe essere più economico rispetto all'uso delle batterie. Un po' perchè un serbatoio rispetto ad una gran quantità di accumulatori assai facilmente costa meno(e dovrebbe anche rovinarsi meno nel tempo), inoltre come ovvio i pannelli fotovoltaici producono corrente continua, anche le batterie la accumulano continua, ma poi per usarla devi trasformarla in alternata a 220V utilizzando un inverter la cui efficienza di sicuro non sarà 100%, tu con l'aria hai la possibilità di comprimerla usando un motore a corrente continua e quando la riconverti usare un alternatore, che da corrente alternata.(certo sul fatto che venga 220V a 60Hz è da vedere).

  • 1 decennio fa

    Se ho ben capito vorresti ovviare alla mancanza di sole di notte conservando l’energia ottenuta con pannelli fotovoltaici sotto forma di aria compressa

    L’idea è realizzabile ma allo stato attuale non è conveniente

    Prima di tutto già non è conveniente il fotovoltaico diretto, coi rendimenti che ha si regge solo grazie agli “incentivi” statali, se ci aggiungi le perdite che hai nella trasformazione da elettricità ad aria compressa e poi di nuovo in elettricità, penso che il kwh verrebbe a costare almeno 5 o 6 volte quello medio.

    Aggiungo che per fare quanto dici occorre usare l’energia da FV prodotta durante il giorno, per comprimere l’aria, invece di immetterla in rete.

    Questo avrebbe senso solo in caso di surplus di capacità produttiva rispetto ai consumi, cioè se dovessi tenere gli impianti fermi piuttosto li uso per stoccare energia utilizzabile a richiesta.

    Ma il fotovoltaico produce di più nelle ore centrali della giornata quando si ha anche il picco di consumi, quindi non c’è alcun surplus da usare, tantomeno con quella poca potenza installata che c'è oggi.

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  • 1 decennio fa

    la Eolo spa,una ditta italiana a progettato e realizzato delle macchine ad aria compressa: sfruttando la sola pressione il rendimento era basso, figurati a ritrasformare la pressione in elettricità....

  • 1 decennio fa

    non ho capito che c'entra l'aria compressa con l'energia elettrica??? non sapevo che si potesse ottenere elettricità dall'aria compressa!!!

    PS:non è una risposta ironica, non ho capito davvero

  • 1 decennio fa

    bhe dipende dall'aria compressa! quanti bar?

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