Turbogas solare

[janvaljan]

Le centrali a turbogas stanno riscuotendo un notevole successo ultimamente, e grazie alle microturbine molti pensano di costruire anche impianti residenziali, ad esempio a scopo generazione.<br><br>Pensavo: perchè non integrarle in un solare termico?<br><br>L&#39;idea è semplice: una turbogas è composta essenzialmente da un compressore, un combustore e una turbina di espansione. Si tratterebbe di sostituire il combustore con un concentratore solare. O, più che sostituire, integrare. Ossia modificare il combustore in modo che possa assorbire radiazione solare concentrata proveniente dagli specchi circostanti, trattenendo il calore.<br><br>Al suo interno sarebbero comunque presenti gli ugelli del metano, la cui iniezione verrebbe controllata da una centralina elettronica responsabile di mantenere la temperatura costante. In questo modo la combustione del metano sopperirebbe a cali di energia solare dovuti ad annuvolamenti e roba simile.<br><br>E&#39; fattibile? Sapete se qualcuno ci ha gi&agrave; provato?<br><br>

[gio1959]

in una turbogas arrivi a 600gradi; ce ne volgiono di specchi puntualmente puntati per arrivare a una simile temperatura&#33;<br>magari meglio accontentarsi di 300° e usare uno stirling

[janvaljan]

Con il solare si può arrivare anche a 3000 gradi, con tecnologie apposite. Ma anche i 600° si possono ottenere facilmente come ha fatto Rubbia. L&#39;unico problema è cambiare i materiali in cui scorre il fluido per permettere di resistere alle alte temperature.<br><br>Inoltre ho parlato di un combustore ibrido capace di integrare il calore solare con la normale combustione del metano. In questo modo si potrebbe avere funzionamento costante e rese energetiche molto alte. E il tutto potrebbe essere inserito in un discorso di microcogenerazione che risulterebbe altamente competitivo rispetto alla distribuzione elettrica attuale

[mariomaggi]

janvalian,<br>tecnicamente direi che e&#39; fattibile, ma temo che economicamente non sia conveniente.<br>I piccoli generatori turbogas - per esempio da 100 kW - occupano una superficie di pochi metri quadri, contengono gas esplosivo ed apparecchiature elettroniche di potenza, il tutto raffreddato di solito da condizionatore d&#39;aria o da refrigeratore.<br>Temo che non sia fattibile la costruzione di uno specchio proprio al di sopra di un sistema siffatto, con riscaldamento diretto. Per trasferire una quantita&#39; di calore importante - quella prelevata dai raggi solari - servirebbe quindi un sistema intermedio.<br>La prossima settimana saro&#39; in una ditta coinvolta in questo tipo di impianti, chiedero&#39; se ne hanno gia&#39; realizzati con preriscaldo solare. Secondo me ce ne sono gia&#39;.<br><br>Ciao<br>Mario

[gio1959]

&#39;facilmente come ha fatto Rubia&#39; è tutto dire <img src="http://codeandmore.com/vbbtest/images/customimages/cdcb8a05e5f4a3cabe948d34f1c55e06.gif" alt="">

[fcattaneo]

<div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (mariomaggi @ 30/6/2007, 08:06)</div><div id="quote" align="left">La prossima settimana saro&#39; in una ditta coinvolta in questo tipo di impianti, chiedero&#39; se ne hanno gia&#39; realizzati con preriscaldo solare. Secondo me ce ne sono gia&#39;.<br><br>Ciao<br>Mario</div></div><br>Per aumentare la potenza generata esistono dei sistemi dove viene raffreddata l&#39;aria in aspirazione in modo da aumentare in DT aspirazione/scarico.<br><br>Allo scopo vengono usati i rigassificatori dove parte dell&#39;energia spesa per la liquefazione del gas puo&#39; essere recuperata in questo strano modo.<br><br>Se si preriscaldasse l&#39;aria in aspirazione la produzione energetica diminuisce dato che il funzionamento delle turbine si basa sull&#39;azione meccanica dell&#39;espansione dei gas per azione di un DT dovuto dalla combustione.<br><br>L&#39;aumento della T. istantaneamente, per via solare, direttamente in camera di combustione, credo sia irrealizzabile.<br><br>Ciao,<br>F.<br><br><br>

[janvaljan]

<div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (fcattaneo @ 1/7/2007, 09:30)</div><div id="quote" align="left">L&#39;aumento della T. istantaneamente, per via solare, direttamente in camera di combustione, credo sia irrealizzabile.</div></div><br>E per quale motivo dovrebbe essere irrealizzabile? Se faccio passare l&#39;aria proveniente dal compressore in un tubo posto al centro di un collettore solare, perchè questa non dovrebbe riscaldarsi? Poi è normale che per arrivare alle giuste temperature dovrò anche bruciare del combustibile, ma sar&agrave; sempre una quota minore del necessario&#33;<br><br>Ed inoltre il sistema non mi sembra granchè complicato...non vedo nemmeno il bisogno di condizionatori e raffreddatori: la centrale sarebbe a ciclo aperto, quindi con i gas di scarico possiamo fare quel che vogliamo: riscaldare acqua, combinare con una centrale a vapore, cogenerare.<br><br>Per l&#39;aria in entrata è ovvio che l&#39;ideale sarebbe raffreddarla...ma se devo spendere parecchia energia per portarla da 300 a 280 K non credo che ne valga la pena. Basta quindi un ciclo Brayton semplice compressore-combustore-turbina, senza scambiatori di calore, senza condizionatori, rigassificatori o quant&#39;altro. E una bella giornata di sole come oggi<br>

[mariomaggi]

fcattaneo,<br><div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b></div><div id="quote" align="left">Se si preriscaldasse l&#39;aria in aspirazione la produzione energetica diminuisce dato che il funzionamento delle turbine si basa sull&#39;azione meccanica dell&#39;espansione dei gas per azione di un DT dovuto dalla combustione.</div></div><br>d&#39;accordo. Non ho detto che ho in mente non un turbogas, ma un altro sistema non a gas.<br><br>Ciao<br>Mario

[daphni78]

Penso che nessuno vorr&agrave; mai realizzare quel che dici. La temperatura ingresso turbina è generalmente maggiore ai 1000°C, raggiungendo anche i 1300°C. Le portate d&#39;aria in gioco variano da pochi kg/s a quasi 700 kg/s. Fornire energia a 700 kg/s d&#39;aria portandola a 1300°C con dei specchi solari mi sembra quasi impossibile nella pratica (anche se la teoria potrebbe darmi torto). Inoltre il kWh elettrico prodotto con un turbo gas è gi&agrave; molto costoso, se poi ai costi dell&#39;impianto turbogas devi sommare anche quello dei pannelli solari, considerando anche il risparmio di combustibile che si avrebbe con un impianto turbogas-solare, il kWh elettrico sarebbe di sicuro più costoso.

[janvaljan]

Innanzitutto il mio impianto sarebbe pensato per uso domestico o condominiale.<br>Facciamo due conti:<br><br>stimiamo un piccolo impianto<br><br>Potenza 3 kW<br>Tmax 1000° K<br>rapporto di compressione 5<br>T aria in entrata 290° K<br>rendimento turbina e compressore: 0,85<br>Irraggiamento solare max 1000 W/m²- Medio 500 W/m²<br>rendimento specchi concentratori: 0,75<br><br>Calcoliamo il lavoro per unit&agrave; di massa:<br><br>Lavoro di compressione: 200 kJ/kg<br>T di fine compressione:486°K<br>calore per portarla a 1000°K: 557 kJ/kg<br>Lavoro di espansione: 378 kJ/kg<br><br>Lavoro netto: 178 kJ/kg<br><br>per avere 3 kW: 0,017 kg/s<br><br>potenza termica da cedere al gas: <b>9,47 kW</b><br><br>Superficie necessaria nel funzionamento solo solare ipotizzando 375 W/m² effettivi: <b>25 m²</b><br><br>L&#39;unica cosa su cui ho dubbi è come effettuare nella pratica il passaggio di calore verso il gas, se per conduzione, irraggiamento o una combinazione dei due. In teoria il modo migliore sarebbe irraggiare un tubo nero che trasmetterebbe per conduzione e convenzione il calore all&#39;aria che scorre all&#39;interno. Ma per fare questo il tubo dovrebbe essere portato oltre i 1000°K e comunque la velocit&agrave; di trasferimento del calore potrebbe non essere sufficiente.<br><br>Ci si può lavorare sopra?<br><br>