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**elechcim** · 27-01-2009, 13:23

Originariamente inviato da Abert Visualizza il messaggio

In passato molte buone idee sono sembrate strampalate; eppure, dopo alcune migliorie sono risultate vincenti.
Si consideri un surplus di energia derivante da fotovoltaico o inerzia produttiva da una centrale termoelettrica. Ad oggi questa energia in eccesso viene usata per pompare acqua da un invaso a una diga esistente.
Ora, si prenda una massa di n. tonnellate e tramite rotaie su un piano inclinato di n. gradi con un sistema di cavi a fianco rotaia e relativi sistemi di sicurezza frenanti, lo si innalzi con opportuni motori e riduttori fino ad esaurimento dell'eccesso di energia elettrica. Questa verr� restituita tramite generatori durante la discesa del sistema. Un vettore gravitazionale!
Che ve ne pare? Attendo vostri commenti e idee diverse.

l'idea secondo me � buonissima ,
escluderei il piano inclinato a vantaggio di un asse verticale, il modo piu complicato, ma anche il piu bello sarebbe costruire direttamente tutti i nuovi siti di produzione di energia, in qualsivoglia manierala la producano, sopra delle enormi paiattaforme di metallo e cemento capaci di reggere il peso di tutte le strutture, che durante le fasi di surplus di energia si elevino verso l'alto, diciamo a circa 100 metri di altezza, regalando una visione panoramica agli operatori delle sale controllo che , unico neo del progetto, al cambio turno dovrebbero lanciarsi col paracadute nelle sottostanti campagne con un impatto pi� che ambientale, un'altro problema del sito sarebbe l'impedimento agevole dei mezzi di soccorso e il difficile collegamento alla rete elettrica oltre che tutti i servizi , ma d'altronde la luce dentro gli ascensori gi� c� e quindi e tutto risolvibile con tecnologie "vecchie"
questa idea mi era gia venuta quando ristrutturavo casa e avendo contemporaneamente il problema di una scala scomoda e della mancanza di un servizio al piano terra optai per un "cessoascensore" che poi non realizzai per problemi di tenuta dei tubi durante l'ascensione (anchesso problema risolvibile ma con troppe risorse economiche), il trasferimento di questa stravagante idea all'accumolo di energia gravitazionale � stato immediato per deformazione professionale (mi occupo da sempre di energia)
comunque scherzi a parte credo veramente che sia una buonissima idea e mi piace molto l'approccio cos� aperto di chi scrive su questo forum
a dopo

**Abert** · 27-01-2009, 19:24

Gentile Elechcim
Tempo fa avevo valutato la stessa idea; l'elevazione per� era calcolata solo su alcuni metri che, data la massa imponente della centrale stessa, erano sufficienti ad assorbire l'energia fornita in surplus fino alla ricalibrazione dei generatori. Tuttavia sorgono non poche difficolt� costruttive ed economiche che riguardano le varie tubature e cablaggi, le quali dovrebbero adattarsi alla variazione di altezza. Questo ha fatto dirottare l'idea verso sistemi indipendenti, come appunto descritto. Tali sistemi per� hanno comunque una serie di conversioni che risultano penalizzanti: energia elettrica - motore - riduttore - generatore - energia elettrica. In ogni passaggio c'� una perdita intrinseca nella trasformazione dell'energia dovuta ai rendimenti di ogni singolo componente che sar� sempre inferiore a 1. Per esempio: fornisco 100 ad un motore elettrico che trasforma 85 in energia meccanica; fornisco 85 di energia meccanica ad un riduttore e questo, causa attriti, me ne restituisce 80 utili per il sollevamento della massa ai quali tolgo altri 5/10 di perdite del sistema; a questo punto parte il procedimento inverso e quello che rimane dei 100 iniziali saranno circa 50/60. Cercare il minor numero di passaggi diventa fondamentale perch� un sistema non diventi antieconomico e cio� che l'impianto non costi pi� di tutta l'energia recuperata nel suo periodo utile di funzionamento tenendo conto della necessaria manutenzione e smaltimento finale dell'impianto. Sistemi alternativi sono i volani o supervolani (vedi internet) che per� consentono solo brevi accumuli temporali.
Comunque ho ancora qualche idea di accumulo gravitazionale e se ti far� piacere potremo discuterne.
Ciao

**HAMMURABY** · 28-01-2009, 09:54

be cominciamo ad aver chiaro i parametri di BASE:
4 tonn alzate 100mt sono 1 kWh,o, 40 tonn alzate per dieci metri....(compreso resa -10%)
allora, nonostante le ottime intenzioni, vorrei convincervi che non c'e niente di meglio, e di piu redditizio che pompare acqua,
magari usando energia gravitazionale da scrico d' acqua in bacini sotto la pioggia....
dato che nei Vs posts parlate di accumulare energia cinetica....

COMUNQUE, la possibilita' di trovare ovunque un dislivello, e' la cosa MIGLIORE....ovvero:
basta guardare un pozzo che invece di essere sede di POMPA, e sede di uno SCARICO....
o, ancora meglio di entrambi

**HAMMURABY** · 08-02-2009, 10:29

NATURALMENTE, perte molto importante la avranno gli ATO che in base alla orografia potranno organizzarsi in modo che sia, o, piu capace come accumulo di acqua (in estate) il sistema idroenergetico; o, come accumulatore energetico...cosi'

se convertiremo l' energia da pioggia, potremo potenziare la resa degli accumulatori di acqua piovana (in superfice) convertendo la massa per la gravita' seguendo all incirca questa tabella:
ESEMPIO, se dalla superfice al livello falda libero (non serbatoi "interrati")ci sono 100 mt,
ogni un metro cubo scaricato, potremo caricare un metro cubo a 100 mt di altezza...
oppure, 500lt a 300mt di altezza ( scaricando 500 da +100 a -100mt ,FALDA)
oppure, 250lt a 700mt di altezza ( " 250 da +300 a -100mt, falda)

QUINDI: 125lt di acqua in un bacino a 1500mt di altezza hanno lo stesso potenziale di un metro cubo a livello del suolo, se abbiamo la possibilita' di scricare in una falda a 100mt di profondita'
(bilancia a leva : 825lt x 100mtx- in scarico= 125x1500mtx+ in carico)

**janvaljan** · 12-02-2009, 01:39

Cercando di riassumere:

Batterie: alto costo, inquinanti, efficienza sul 50%, durata di vita limitata

Aria compressa: bassa efficienza, principalmente dovuta alle perdite termiche in fase di compressione

Accumulo termico: difficile da realizzare e mantenere, rendimenti limitati da Carnot

Energia gravitazionale: bassa densit� energetica, complicazioni strutturali.

In attesa di supervolani e supercondensatori, non sarebbe il caso di rivolgersi all'idrogeno?

**mariomaggi** · 12-02-2009, 07:38

janvaljan,
non tutte le batterie sono inquinanti, ce ne sono anche di compatibili con l'ambiente, e con rendimenti decisamente maggiori.
I supervolani ci sono gia' anche pronti a magazzino, destinati ad applicazioni industriali e al terziario con potenze abbastanza elevate (dal centinaio di kW in su). Non esistono prodotti industriali per poche decine di kW, se ci fosse la richiesta di mercato si potrebbero costruire anche in Italia, invece di chiudere le aziende elettromeccaniche o chiedere la cassa integrazione. Ma una ditta da sola non puo' far nascere il bisogno e creare la richiesta di mercato, evidenziando i vantaggi di questa tecnologia esistente.
Per supervolano con potenze al di sotto dei 10 kW non intravedo la realizzabilita' industriale a prezzi accettabili dal mercato, almeno nei prossimi 10 anni.
I supercondensatori ci sono gia'. Vedremo se la spinta politica verso i veicoli ibridi ed elettrici sara' sufficiente a far decollare la produzione in massa di supercondensatori, in tal caso diventeranno piu' appetibili.
Hai dimenticato l'accumulo superconduttivo, dopo la prima esperienza industriale in Italia nel 1997 (Agrate Brianza, per rete di fabbrica da 10 MVA), non c'e' stato seguito industriale, per ora. Per il superconduttivo intravedo possibilita' esclusivamente per potenze molto elevate (es.: > 100 MW), quindi ad uso quasi esclusivo dei distributori di energia elettrica.
L'idrogeno puo' essere una valida alternativa, ma e' indispensabile che si comincino a creare localmente delle piccole comunita' a idrogeno che verranno poi espanse geograficamente. Mi sono convinto che l'idrogeno non e' una tecnologia che possa decollare seriamente con piccoli impianti domestici isolati. Serve una "filera corta" che possa supportare tutte le esigenze di chi usa l'idrogeno come vettore energetico.
Ciao
Mario

**gattmes** · 12-02-2009, 09:53

Gia...

Originariamente inviato da janvaljan

Batterie: alto costo, inquinanti, efficienza sul 50%, durata di vita limitata

prova a rivederla (almeno) cos�:

Batterie: alto costo, poco inquinanti, efficienza sul 90%, durata di vita limitata

...la "musica".. cambia..

**HAMMURABY** · 12-02-2009, 10:52

nonostante il rispetto sia per janvaljan, mario, e gattmess; mi permetto di fare un APPUNTO:
l' energia gravitazionale non e' solamente un accumulatore ma anche una FONTE ENERGETICA;

**** MODERAZIONE: non confondiamo gli utenti, grazie, con affermazioni false ****

il bacino di una diga e' accumulatore, ma certamente il suo valore E' piu come FONTE energetica !!

partendo da questo principio, e parlando di accumulazione senza alimentazione indotta se mi e' permesso......
non condivido la valutazione:
""GRAVITAZIONALE: basso potenziale e difficolta strutturali"",
dato che le INFRA-strutture potrebbero essere
sia costruite diversamente per esempio: coesistere nella stessa sede (ferrovia e canale assieme),
sia con costruzione AUTOALIMENTATA usando l' energia proveniente dall impianto stesso (tunnel sempione),
sia senza usura, quindi alla lunga economiche (dati...)....come i navigli.

per quanto riguarda l' idrogeno, certamente e' proponibile,
ma sia per ordine di grandezza, che per limiti fisici ; con la gestione di un consorzio energetico territoriale;
perche e' vero che se si POTREBBE risolvere il problema energetico, bisogna PERO' risolvere anche il problema tasse-accisa:
chi paga scuole, ospedali ecc...?

OT: ok la tech, ma serve NECESSARIAMENTE anche il COMMITTENTE
in un mercato, che come quello idrico, non sara' mai liberalizzato......comuni...ta'(=territorio)

**Valmax** · 12-02-2009, 11:20

Ora, Ham, se si capisse cosa stai dicendo, magari avrebbe anche un senso. Piffero c'entra, per dirne una, questa tua ENNESIMA deviazione sulle 'tasse-accisa'?? Ce la metti tanto per dire, e non fa pi� ridere da un pezzo.

**sunny life** · 12-02-2009, 12:21

una domanda all' administrator....quanto potrebbe pesare indicativamente un volano che gira a 100.000 giri min. in grado di fornire 5 secondi di energia elettrica a 10 volt 450 amp? � un conto fattibile secondo lei, oppure bisogna contattare
i produttori di questi componenti ?
grazie della/e risposte.

**janvaljan** · 12-02-2009, 18:24

Per farti un esempio, il KERS usato in F1 fornisce 400 kJ ad ogni giro di pista (60 kW per 6,67 secondi) accumulandoli in un volano del peso di 5 Kg che ruota a pi� di 60 mila giri. Il tutto con un rendimento dichiarato del 70%

Volendo fare il calcolo nel tuo caso abbiamo

P= V�I = 4,5 kW
E=P�t= 22,5 kJ
E = 1/2�I�w� da cui:
I (momento d'inerzia) = 2E/w� = 45kJ/109,6�10^6 rad�/s� = 0,00041 Kg�m�
Poich� I = 1/2 M�r� a quel punto hai varie scelte a seconda se vuoi fare un volano pi� tozzo o pi� allungato.

Considerando per� la densit�

I = 1/2 V�d�r� = 1/2 pi�r��h�d�r�=1/2 pi�h�d�r^4
da dove h�d�r^4 = 0.000261 Kg�m�
e prendendo ad esempio acciaio che ha densit� di all'incirca 7800 Kg/m�

h�r^4 = 335 cm^5

Se ad esempio il cilindro ha altezza doppia del diametro

4r^5 = 335 cm^5

r= 2,42 cm

Ovviamente senza considerare tutte le perdite. Stimandole al 70%, bisogna sovradimensionare il volano fino a un raggio di 2,6 cm circa, con un peso di circa 1,72 Kg

**mariomaggi** · 12-02-2009, 18:46

sunny_life,
i produttori di questi componenti non esistono, come ho precisato nel mio intervento. 450 A con 10 V sono spannometricamente 4500 W (non e' vero) quindi si rientra nella classe < 10 kW dove non ci sono prodotti commerciali.
Il calcolo si puo' fare in mezz'ora, ma bisogna avere un'idea chiara della forma delle masse rotanti considerate. A quella velocita' sara' meglio usare un peso maggiore per un cilindro di piccolo diametro piuttosto che usare un disco piu' leggero ma con una velocita' periferica troppo elevata. In periferia si supera la velocita' del suono, non dimentichiamolo.
Ciao
Mario

ooops, ho risposto prima di janvaljan ma ho inviato il messaggio dopo!

**sunny life** · 12-02-2009, 18:51

grazie janvaljan, devo confessarti il mio stupore...
in meno di 24 ore mi hai risposto 2 volte in modo strabiliante
( la tesi la sto leggendo con attenzione)
complimenti per la professionalit� dimostrata.
a proposito di professione stai lavorando o devi ancora finire/continuare gli studi?

**sunny life** · 12-02-2009, 18:57

grazie anche a lei Mario,visto che li conosce molto bene sa dirmi indicativamente un costo euro/kwh delle taglie piu piccole in commercio?
confrontandoli con sistemi di accumolo statici possono essere comparati ad
accumulatori al litio...?

**janvaljan** · 12-02-2009, 20:12

Originariamente inviato da sunny life Visualizza il messaggio

grazie janvaljan, devo confessarti il mio stupore...
in meno di 24 ore mi hai risposto 2 volte in modo strabiliante
( la tesi la sto leggendo con attenzione)
complimenti per la professionalit� dimostrata.
a proposito di professione stai lavorando o devi ancora finire/continuare gli studi?

B� stare all'universit� ti costringe a mantenere una certa dimestichezza con calcoli e formule...e in pi� per questo tipo di argomenti ho una passione personale (proprio ieri ho aperto un topic sul KERS)

Ma per la tesi stai parlando di quella che ti ho linkato nel topic sul solare termodinamico? Non � la mia ma di un dottorando di Roma

Anch'io ho preparato una tesi sul solare termodinamico, ma si trattava pur sempre di una laurea triennale, quindi di livello ben pi� basso. Se vuoi posso mandarti anche la mia

Tornando in topic, ma perch� vuoi far ruotare il volano a 100 mila giri? Anche con la met� si otterebbero buoni risultati, viste le basse potenze in gioco.

A livello commerciale potresti chiedere se questo modello (praticamente � quello per il KERS di cui ti parlavo prima) � in vendita o � disponibile solo per la F1

**sunny life** · 12-02-2009, 21:36

per la tesi va bene,la legger� con interesse, mentre per il volano volevo capire
quanta energia servirebbe per avviare un motore in condizioni precarie... batteria scarica e temperatura sotto zero, quindi volevo capire la massa nesessaria
alla rotazione "tipo"di una turbina.....

**mariomaggi** · 12-02-2009, 22:27

sunny_life,
ci diamo tutti del tu sul forum.
Molto indicativamente, un volano piccolo costa 60.000 euro/kWh . Le applicazioni sono molto diverse da quelle delle batterie al litio. Nel volano si sfruttano elevate potenze per tempi brevi, le batterie sono meno adatte per questo impiego.

quanta energia servirebbe per avviare un motore in condizioni precarie... batteria scarica e temperatura sotto zero, quindi volevo capire la massa nesessaria
alla rotazione "tipo"di una turbina.....

Non ho capito la domanda. Non potresti essere piu' preciso?
Ciao
Mario

**primus71** · 12-02-2009, 23:26

Originariamente inviato da mariomaggi Visualizza il messaggio

sunny_life,
ci diamo tutti del tu sul forum.
Molto indicativamente, un volano piccolo costa 60.000 euro/kWh ????

mica hai messo qualche 0 di troppo?
ma chi pu� permetterseli?

ciao

**mariomaggi** · 13-02-2009, 07:40

primus71,
l'indicazione di prezzo e' esatta.
Se rileggi il mio post precedente, capisci.
Ciao
Mario

**gattmes** · 13-02-2009, 12:26

Scusate.. sono un poco "tanardo" oggi.. mi spiegate bene i passaggi.. e soprattutto il punto di partenza:

P= V�I = 4,5 kW
E=P�t= 22,5 kJ
E = 1/2�I�w� da cui:
I (momento d'inerzia) = 2E/w� = 45kJ/109,6�10^6 rad�/s� = 0,00041 Kg�m�

allora abbiamo 450A.. 10V .. 5 secondi... (6,25Wh / 22500J).... poi?......

grassssie

**janvaljan** · 13-02-2009, 14:20

Originariamente inviato da gattmes Visualizza il messaggio

Scusate.. sono un poco "tanardo" oggi.. mi spiegate bene i passaggi.. e soprattutto il punto di partenza:
allora abbiamo 450A.. 10V .. 5 secondi... (6,25Wh / 22500J).... poi?......

grassssie

Dunque...l'energia cinetica contenuta in un corpo in sola rotazione � 1/2�I�w�

dove
I � il momento d'inerzia calcolato rispetto all'asse di rotazione
w � la velocit� di rotazione in radianti al secondo

nel nostro caso w = 100000 RPM = 100000�2pi/60 = 10472 rad/s (dove con pi indico il pi greco)
w� = 109,66�10^6 rad�/s�

Ora vogliamo progettare un volano che accumuli 22,5 kJ di energia cinetica, ossia

1/2�I�w� = 22500 J

da cui

I = 45000 J/109,66�10^6 rad�/s� = 0,00041 Kg�m�

Abbiamo quindi calcolato il momento d'inerzia del nostro cilindro. Per ottenere questo momento d'inerzia, possiamo ipotizzare varie geometrie e vari materiali. Qui ci vorrebbe un calcolo di ottimizzazione considerando altri parametri, come velocit� periferica e costo del materiale, ma facendo un calcolo pi� semplicistico ho considerato un cilindro di acciaio con altezza pari al doppio del diametro (4 volte il raggio)

Poich� I per un cilindro vale 1/2mR�

ed m = V�d = pi�R��h�d = pi�R��4R�d = 4pi�R��d

abbiamo

0,00041 Kg�m� = 1/2�4�pi�R��d�R� = 2�pi�d�R^5

considerando acciaio con d = 7800 Kg/m�

R^5 = 8,365�10^-9 m

R = 0,0242 m = 2,42 cm

**gattmes** · 13-02-2009, 18:23

ora si che � chiaro ..con 60.000 rpm non mi tornava! ...
("Volendo fare il calcolo nel tuo caso".. significava allora anche : caso del msg di prima.. pure come rpm ...che rimaneva nella precedente pagina...e riportava 100.000rpm.. e non 60000 di poche righe sopra!)

**HAMMURABY** · 17-02-2009, 09:39

molto interessante la capacita' di accumulo del volano; ma credo che dati i limiti temporali che quantitativi 400kJ = 1/10 di kWh, sia applicabile ai mezzi , come recupero di energia di frenata..kers

MODERAZIONE:Hammuraby,
mi spiace ma sei stato avvertito pi� volte e visto che insisti con questi continui OT sul tuo chiodo fisso ti becchi una settimana di ban.

Puoi parlarne quanto vuoi... ma nella giusta sezione e senza appestare qualsiasi sezione con sta fissa dell'aria compressa.
Eroyka

**Deso** · 26-05-2009, 08:43

Premesso che da ragioniere fatico assai a digerire tutte queste formule, e nel caso mi scappasse una sciocchezza spero di poter confidare nella massima comprensione, nell'esaminare quei supervolani, mi � venuto spontaneo domandarmi se questi sarebbero in grado di generare corrente elettrica, anche nel caso in cui si fosse in grado di avviarli e mantenerli in moto , con le opportune modifiche del caso, mediante una forza meccanica esterna, nella fattispecie ipottizzerei la stessa energia che pu� generare un peso di 100 kg in caduta libera da 10 mt di altezza per quello pi� piccolo da 250 Kw (nel caso il peso fosse insufficiente, l'ipotesi si pu� fare con un peso adeguato)
Grazie in anticipo a chiunque voglia rispondere.

**mariomaggi** · 26-05-2009, 12:01

Deso,
dimentica la tua idea.
Questi supervolani funzionano bene ed in modo efficiente proprio perche' non hanno alcun collegamento meccanico con l'esterno, non c'e' nemmeno l'aria. Per dare energia ad un volano usando l'energia potenziale di un corpo che cade da una certa altezza, bisognerebbe poter cedere l'energia al volano dal primo momento in cui inizia la caduta, a causa dell'elevata inerzia del volano stesso che non puo' accettare energia impulsiva.
Ciao
Mario

**Deso** · 26-05-2009, 12:10

E un giunto magnetico del tipo di quelli che si utilizzano in certe elettropompe idrauliche non potrebbe sopperire adeguatamente? Forse sarebbe pi� facile da utilizzare per semplificare il congegno di Griggs che gira molto pi� lentamente rispetto al supervolano, ma non conosco per� i limiti di operativit� di tali giunti, vedo di cercare qualche info.

**HAMMURABY** · 26-05-2009, 12:46

si, pero' parti a fare i conti dal netto...

100 Kg per un metro a secondo = 1kW

100N x 9,8 x 3600 sec = 1kWh

**Deso** · 26-05-2009, 12:54

per� senza sistema di trasmissione sarebbe inutile e prematuro azzardare dei conti, tra l'altro, quello che si trova in commercio, gira al massimo a 3600 rpm, anche se bisogna ammettere che potrebbe essere solo un limite di compromesso raggiunto per il lavoro specifico che devono fare quei giunti, mentre si dovrebbe approfondire sulla potenzialit� di tali giunti e se ne possa valere la pena per il sistema in questione...
http://people.mecc.polimi.it/mauri/A...ale/Giunto.pdf
Qui ce n'� da studiare, prover� a fulminarmi le meningi cercando di raccapezzarci qualcosa ;o)

**mariomaggi** · 26-05-2009, 20:40

Deso,
io e' da molti anni che mi occupo di questo problema, il giunto elettromagnetico non e' una buona soluzione a livello energetico, perderesti meta' della potenza disponibile.
Ciao
Mario

**Deso** · 27-05-2009, 02:00

ok, se permetti ne approfitto proprio in virt� dell'esperienza, e domando:
in che modo o sotto che forma viene persa questa met�? ed � un problema intrinseco del giunto magnetico o dell'applicazione al supervolano?
Quello che intendevo riguardo all'utilizzo del supervolano, era solo come generatore, in quanto mi sembrava avesse un'efficienza ed una semplicit� superiori ad altri sistemi.
La cosa che mi incuriosisce, e che ritengo potrebbe rivelarsi interessante, sarebbe laddove l'energia spesa per sollevare il peso sia inferiore a quel 50%

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