Discussione: Stirling per recupero calore estivo di solare termico

Salve,

Vorrei sapere se esiste un sistema per generare elettricità dal recupero di calore dell' acqua calda in eccesso di un sistema solare termico esposto alle temperature estive.

Se non sbaglio l'acqua di un sistema dimensionato per integrare il riscaldamento di una abitazione, quindi di grande superficie e con un grande puffer, diventa un problema d'estate perchè l'acqua supera i 90-95° ,tanto che spesso vengono coperti da un telo. Mi sembra uno spreco, qualsiasi cosa anche a basso rendimento dovrebbe poter recuperare qualcosa.

Il DT con una circolazione d'acqua fredda dovrebbe essere consistente. Fatto salvo il 2° principio della termodinamica (che ci piacerebbe fosse smentito ma lasciamo perdere ) secondo voi si potrebbe recuperare un minimo decente di energia con uno Sterling? Naturalmente si dovrebbero fare dei calcoli sul contenuto energetico e sull' efficienza e le modalità dello scambio termico, ma, a spanne, che dicono gli esperti di Sterling?
In alternativa, come pensate che si possa estrarre energia elettrica da questi notevoli eccessi di acqua calda?

Ciao Max

PS Mi era sfuggito il topic "consigli concreti" che è in realtà molto simile.....con la differenza che di proprietari di collettori solari ce n'è un bel pò. Maggiori informazioni/idee penso possano interessare a molti.
Un valore medio di portata dell' acqua è di 80 l/h per ogni mq di collettore solare.
Grazie

Edited by Maxwell61 - 30/11/2006, 15:56

Termocoppie ad alta efficienza, che ne dite?

CITAZIONE

Il generatore della Thermo Life ha un diametro di 9,3 millimetri e un’altezza di 1,4, ovvero dimensioni analoghe a quelle di una batteria da orologio da 1,55 volt. Nel generatore, l’azienda ha inserito 5074 termocoppie (vale a dire circuiti che producono energia). Il dispositivo genera voltaggi relativamente elevati da differenze di temperatura inferiori al passato: da una variazione di 5 gradi centigradi, il generatore ricava 3,1 volt a 63 microamp, per un totale di 110 microwatt di elettricità. “È un’eccellente fonte di voltaggio”, commenta Jeff Snyder, fisico del Jet Propulsion Laboratory ritenuto un’autorità in materia di termoelettrico.

da :http://magazine.enel.it/boiler/articolisett/articolisett0298.asp

Ciao Max:
Proprio ieri stavo parlando con un architetto di questo argomento, proprio perchè se uno istalla i pannelli solari per riscaldamento d'estate ha un esubero inaudito di energia.
Ma c'e' da tener presente una cosa, i rendimenti sotto i 100°C sono ancora bassotti allora bisognerebbe utilizzare dei displacer enormi per far girare dei cilindri di lavoro da pochi cm3 di cilindrata per avere medie se non piccole potenze.Per esempio io nel mio prototipino con displacer da 110mm di diam su di una tazza di acqua BOLLENTE facio girare lo stirling a 200 giri/min ma con un pistoncino di lavoro che non fa neanche 20mm
Altro esempio, questi invetori "dichiarano" che lo stirling gamma fatto da loro può svilupare un kilowat(a me sembra un pò tantino) con una caldaia a combustione, minimo 700, 800 gradi, con cilindri di circa 50, 60mm con corse massime attorno ai 60 mm........Pensa a 80°C...... Lascio il calcolo ai più esperti.Ecco il link:

http://www.genoastirling.com/home.html

Ecco una tabellina aprossimativa dei rendimenti alle diverse temperature:

http://www.bsrsolar.com/core1-2.php3

Avanti i più esperti.SI aprirebbe un bel spiraglio per lo stirling se si riuscisse a sfruttare il calore in eccesso del solare termico d'estate, magari per fare girare anche solo un bel climatizzatore...... ci sarebbe una bella compensazione: piu sole = piu calore = Piu energia dallo stirling = più gira il nostro condizionatore/climatizzatore = meglio stiamo noi e meno consumiamo.
SAluti
Gustavo

Ciao Gustavo,

Interessante il grafico del rendimento, sembrerebbe che anche alle basse temp ha ancora un rendimento di 15-20%. Se è vero quello che ho letto in un'altro thread che le celle Peltier arrivano al 10% nel funzionamento a produzione di corrente allora potrebbe essere competitivo, fatti salvi i costi che non conosciamo.

Qui naturalmente parliamo di recupero di qualcosa che andrebbe perso, anzi di un assorbimento di energia che evita pericoli di danni ai collettori, quindi le considerazioni potrebbero essere diverse.

Comunque mi dispiace che la discussione sulle celle Peltier (Pannello Ecointrosofico, bello nel thread "fai da te" sia stata molto breve e non abbia avuto seguito. A 2 anni di distanza da quella discussione mi sembra che i costi dei pannelli siano scesi e sono molto curioso di provarne uno.
Non le conoscevo e sto cercando di capirne di più e soprattutto di capire il punto della tecnologia e dei suoi costi. Il sistema mi sembra così semplice che credo abbia ottimi requisiti per una produzione "cinese".

Lavorando questi pannelli con DT optimo da 60-70° , cioè il DT estivo-primaverile dei tubi in rame di un collettore, meritano senz'altro di essere investigati meglio anche se sono a basso rendimento. Basta che diventino a basso costo.

le celle peltier costano uno spropostio....

Per quel che riguarda le celle costano sempre uno sproposito come dice topolinus infatti.
Per i panneli credo che la cosa migliore in assoluto sia sempre e comunque la concentrazione, a parità di superficie scaldi in concentrazione anche direttamente la testata del nostro beneamato stirling aumentando le temperature a parità di calorie ma lavorando a temperture molto più elevate il sistema stirling lavora ad un rendimento doppio se non meglio rispetto alle temperature al di sotto dei 100°C.
Io qualche piccola parabola la voglio dimensionare per far girare un bel Stirling, vi terrò aggiornati.
Saluti
Gustavo

avevo visto la foto di uno stirling, piccolissimo (stava sulla punta di un dito), per farlo girare bastava il calore della mano .... penso che per sfruttare 80° si dovrebbe realizzare + stirling di piccole dimensioni .... che ne pensate? io ho buttato una pietra, spero non mi lapidiate

il problema non è far girare lo stirling. i modelli a scopo didattico girano e basta e si accontentano anche di poco. il problema è triarci fuori dell'energia.

perchè un problema? pensavo bastasse una mini dinamo, o il solito magnete che fa su e giù dentro la bobina come fa la nasa.
http://www.grc.nasa.gov/WWW/tmsb/stirling/...TDC_01_jeff.gif
non necessariamente nella stessa configurazione.

Guarda che quei Stirling che vedi in giro tipo il mio, o altri dimostrativi non riescono a generare grosse potenze.
Esempio quelli che vedi in questo sito http://www.photologie.net/ riescono a generare qualche "MILLIWATT" si e no per far accendere un led e girano su di una tazza di acqua bollente(100°C) Non è detto che non si possa mabisognerebbe far far i calcoli ai più esperti.Tanto per dirti che le pompe d'acqua a sole con ciclio stirling hanno un displacer di almeno un metro e mezzo di diametro, altre che ho visto non vanno sotto di un metro di diametro....
Saluti
Gustavo

QUOTE (Maxwell61 @ 30/11/2006, 15:17)

Salve,

Vorrei sapere se esiste un sistema per generare elettricità dal recupero di calore dell' acqua calda in eccesso di un sistema solare termico esposto alle temperature estive.

Se non sbaglio l'acqua di un sistema dimensionato per integrare il riscaldamento di una abitazione, quindi di grande superficie e con un grande puffer, diventa un problema d'estate perchè l'acqua supera i 90-95° .......

...In alternativa, come pensate che si possa estrarre energia elettrica da questi notevoli eccessi di acqua calda?

Ciao Max

PS Mi era sfuggito il topic "consigli concreti" che è in realtà molto simile.....con la differenza che di proprietari di collettori solari ce n'è un bel pò. Maggiori informazioni/idee penso possano interessare a molti.
Un valore medio di portata dell' acqua è di 80 l/h per ogni mq di collettore solare.
Grazie

Con la temperatura di 90-95 gradi l'efficenza di un motore stirling risulta molto bassa - per gas ideale 11%, per reale, circa la meta.
Non conviene, secondo me, di installare un motore che non costa poco, per produrre 500W da 10m2 di collettori solari.
Lo stesso discorso - per i termogeneratori - efficenza 2-3%.

Mi semra fattibile pero, usare il calore dell'acqua per avviare un climatizzatore ad ammiaca (ad assorbzione) che penso lavorerebbe bene con questo tipo di calore, ma non sono in grado di calcolare l'efficenza.

In ogni caso non dovrebbe mai essere conveniente passare tramite 2 forme d'energia: da energia termica a meccanica e poi da meccanica a elettrica....avrei dovuto pensarci..

Le alternative possono quindi essere solo 2:

1) Accumulo termico stagionale del calore estivo (6 mesi). Mi risulta che ci siano solo dei laghi artificiali in salamoia che vengono usati per grandi impianti termici. Non mi viene in mente niente di concepibile per un piccolo impianto, anche avendo un bel giardino da scavare....
2) Generazione di elettricità con sistema ad effetto Seebeck. Bisognerebbe calcolare le potenzialità del sistema, per essere competitivo dovrebbe rendere in kw/anno più dell' equivalente fotovoltaico.
Ma mi sembrate tutti pessimisti sui costi. Onestamente mi sembra più realistico che si dimezzino in breve tempo i costi di una cella Seebeck piuttosto che vedere scendere il costo dei pannelli FV. E mi sa che l'alternativa al silicio si farà attendere ancora un bel pò.

L'uso del solare termico per riscaldare piscine più che raddoppia il valore dell'efficienza energetica dell'impianto. Un recupero energetico di questo tipo apre scenari molto diversi al solare termico. Ma bisogna trovare altro che le piscine, le rose o le fragole......

Non è pessimismo capo, è la verità, sotto i 100 gradi non ci fai una mazza con lo stirling, per avere rendimenti discreti devi per forza andare al di sopra dei 200, 250°C, altrimenti non convene nemeno mettersi.
Dal solare per lo stirling la cosa migliore resta sempre e comunque parabola a concentrazione o pannelli parabolici a concentrazione con fluido vettore ma con quest'ultimo non so che temperature e che fluidi si potrebbero utilizzare.
Saluti
Gustavo

Ok Gustavo ti credo assolutamente, ma io ora parlavo di celle ad effetto Seebek, non più di Stirling.....
Escluso lo stirling dal ragionamento, forse ora non è più il thread giusto per parlare di recupero energetico estivo dai collettori solari.
Grazie dei vostri commenti

ci sono dei proggetti di accumulo termico del calore estivo da utilizzare poi nel periodo invernale.
per grnadi linee il sistema prevede un serbatoio sotterraneo con un volume vicino a quello della casa da gestire e isolato con uno strato di poliuretano spesso un metro. i serbatoio è pieno di vettore termico liquido(l'acqua non è il massimo) che viene gradualmente riscaldato durante l'estate per poi sfruttare il calore durante l'inverno.

Ma avete mai - pensato visto i sistemi ORC ( Organic Rankine Cycle ), con temperatore relativamente basse ( si parla di max 100 gradi)
si ottengono buoni risultati...

Sto cercando di costruire qualcosa di analogo , ma non riesco a trovare una turbina adeguata...

Un'azienda inglese ( Freepower ) commercializza un sistema del genere .
Infatti basta attaccargli l'alimentazione dell'acqua calda ed e' gia in grado di generare....

Un'unico neo sono ovviamente i prezzi....

Qualcuno ha ne sa qualcosa in piu' ?

x topolinus:

Interessante, questo dà un'ordine di grandezza alla quantità di calore in gioco, se hai qualche link/riferimento a chi se ne occupato ti sarei grato.

Collegandomi alla discussione che stiamo facendo sulle "case passive" :
se l'immagazzinamento estivo di fluido vettore (quale fluido a proposito?) è calcolato per una casa ordinaria (italiana) tipicamente con un fabbisogno di 100 kwh/m2anno, ciò significa che per una casa passiva a 9.9 kwh/m2 anno come quella che è stata realizzato ad es. vicino Cherasco basterebbe un accumulo di 1/10 del volume della casa. Sempre ragguardevole ma forse migliorabile con il sistema dei sali usato per i laghi d'accumulo.

x illo:
interessante , spero qualcuno risponda.