eroyka

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Articolo termodinamico LiGotti-Caffarelli.pdf (55,3 KB, 314 visite)

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Io e Energeticambiente siamo assolutamente CONTRO il nucleare a fissione, tecnologia obsoleta, pericolosa e costosa. L'unico nucleare che sosteniamo è la fusione, in particolare quella fredda, che è PULITA e NON RADIOATTIVA!
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Essere realisti e fare l'impossibile - http://www.progettomeg.it

Stregatto

Per essere sincero mi spaventa un po' che siano dei politici con scarse cognizioni tecniche a decidere se è meglio il termodinamico o il fotovoltaico.

Foxxya

Tutto sommato però è vero che il solare termico ha un rendimento energetico scarso rispetto altre fonti, nucleare compreso.
I pro e contro tuttavia non si valutano con il solo confronto energetico.

A parità di metro quadro conviene forse sostituirlo con un fotovoltaico.
L'area concessa ad ognuno nella nostra dimora è assai limitata, conviene far molta attenzione a come riempirla-sfruttarla.
E' un mistero che non esista appieno il fotovoltaico termico.

Solare termico Vs gas -> 20 anni per recuperare, sempre che il prezzo del gas rimanga limitato.
Solare termico Vs gasolio -> 10-15 anni

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Il cervello umano, uno dei più potenti e pazzi supercomputer mai inventati, impiega solo 100W per funzionare

mariomaggi

Foxxya,
all'umanita' tutta non interessa il rendimento energetico, ma il costo dell'energia. Quella solare e' gratuita, si pagano solo gli impianti per utilizzarla.
Le altre affermazioni che hai fatto nel post sono discutibili.
Ciao
Mario

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Foxxya

dato che non ho inifiniti ettari di terreno di mia proprietà, conta che il rendimento sia scarso rispetto ad FV...
Il costo dell'energia è difficile da valutare visto che il sole sfortunatamente ha un rendimento non costante nelle 24 ore (circa 12 ore di vuoto e 12 ore andamento a campana).
D'altra parte una centrale nucleare ha un rendimento costante, ma costi assurdi di smaltimento (anzi impossibili visto che le scorie non le vuole nessuno).
In effetti avevo scritto:
effettivamente la tua dicitura è più tecnica

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alessandro74

Filmato centrale solare termodinamica.
Rai.TV - Super Quark - Solare Termodinamico

Buona visione per chi non l'ha visto.
Ale

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www.ingalessandrocaffarelli.com

janvaljan

Molto interessante, soprattutto per chi è totalmente a digiuno di termodinamico.

Mi permetto di segnalare il link diretto al filmanto, in modo da non dover scaricare il software Silverlight per vederlo:

http://mediapolis.rai.it/relinker/re...d8bMeeqqEEqual

Foxxya

peccato che non sia destinato all'ambito casalingo, ma a vere e proprie installazioni industriali.
In effetti quell'installazione solare non ha nulla del normale impianto casalingo (metratura diversa, piano-parabolico, senza liquido particolare per assorbire il calore, senza acciaio particolare per l'assorbilemento,...)
Da questo punto di vista è più interessante il video di superquark del 27 agosto geotermia suppa pompa di calore geotermica

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BrightingEyes

Non credo esistano installazioni per l'ambito "casalingo"! Non è che stai confondendo il solare termodinamico (che è quello del filmato) con il solare termico per ACS dei nostri tetti? Se si sono due ambiti del tutto diversi e per nulla comparabili e questo spiegherebbe alcune tue affermazioni precedenti.

Foxxya

BrightingEyes il solare termico o termodinamico intende comunque trasformare una radiazione solare in calore per poi passarlo ad un liquido.
L'uno per fornire acqua calda, l'altro per produrre elettricità dal movimento del liquido.

Il fotovoltaico tende ad assorbire la radiazione solare per trasformarla direttamente in corrente elettrica.
Caratteristica interessante è quello che il fotovoltaico vuole tendere a migliorare l'assorbimento e conversione in elettricità di tutta la banda della radiazione elettromagnetica del sole

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Mimmi

eroyka

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Foxxya

La ringrazio per l'intervento Mimmi, decisamente meno per uscite di questo tipo: Non amo chi si atteggia da pallone gonfiato nemmeno se è lo stesso ricecatore che sta facendo progressi su una data tecnologia.
Beh sempre che nonf fraintenda l'umore espresso nel suo buon intervento.

Rimango sempre legato al concetto delle dispersioni dell'energia nei vari passaggi di trasformazione della stessa dalla produzione all'utilizzo.
Se per esempio voglio ottenere acqua calda via corrente elettrica:
1) produrre corrente elettrica con una fonte energetica ha una determinata dispersione
2) produrre acqua calda dalla corrente elettrica ha un'ulteriore dispersione

Se voglio per esempio produrre corrente elettrica per via termica
1) passo per il riscaldamento di un liquido termoconvettore, trasferisco il calore nel serbatoio ed infine passo il calore al vapore.
2) con il vapore in seguito produco corrente elettrica (effettivamente il suo ottimo post non indica il metodo indicato per ottenere corrente elettrica dal vapore)

Un pannello fotovoltaico invece per effetti fisici ben noti produce dalla radiazione solare direttamente la corrente elettrica con dispersioni dipendenti dal solo generatore fotovoltaico.

Il rendimento, e di conseguenza le dispersioni contano non poco, soprattutto se si considera che il privato non ha aree e nemmeno fondi infiniti a sua disposizione.
A me pare molto logico chiedersi quale sia il sistema a miglior rendimento fra i due, al fine di ottimizzare per l'esigua area la produzione di energia.

Cerco un medesimo risultato: produzione di corrente elettrica.
Sfrutto fenomeni fisici diversi.
Parto dall'energia della radiazione solare.
Credo sia logico avere la certezza di quale sia il metodo che produce più energia.
Davvero non posso comparare i due metodi?

cordialmente

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Mimmi

Con estremo piacere.
Intanto preciso che quanto esporrò si riferisce ad un generico impianto termodinamico a collettori parabolici lineari che utilizzi come fluido termovettore una miscela di sali fusi.
Sono previsti, per la centrale due serbatoi, l'uno caldo, necessario all'accumulo termico, l'altro freddo che raccolga i sali in uscita dal generatore di vapore.
Cercando di semplicare:
Dal serbatoio freddo si preleva fluidotermovettore alla temperatura di 290°C.
Questo, ricevendo concentrata la potenza termica irraggiata, scorrendo all'interno del tubo ricevitore, si riscalderà fino a raggiungere 550°C.
Circolerà entro il campo solare ed inviato, infine, al serbatoio caldo che ha il compito di accogliere la miscela di sali ad elevata temperatura.
La massa di sale raccolta, in parte verrà inviata al generatore di vapore.
Il calore trasformato in vapore acqueo passerà alla turbina, e il serbatoio freddo riceverà invece ll fluido, che privato del calore, si troverà nuovamente alla temperatura di 290°C.
La massa di sale accumulata, non inviata cioè al generatore di vapore, servirà quando in mancanza di radiazione sufficiente, o nelle ore notturne, non sarà possibile per la centrale produrre energia.
Allora, dal serbatoio caldo verrà prelevato l'accumulo, cioè la miscela di sali a 550°C conservati; inviati al generatore di vapore, i sali freddi torneranno nel serbatoio d'accoglienza, il vapore seguirà in turbina.
Dunque, cercando di rendere al meglio l'idea, il serbatoio freddo è destinato ad accogliere la miscela ad una temperatura che pur sopra quella di solidificazione dei sali (238°C), non sia sufficiente a garantire la necessaria potenza termica per l'esercizio dell'impianto.
Insomma è una sorta di deposito per il fluido termovettore freddo.
Il serbatoio caldo, invece raccoglie la miscela che ha percorso l'intero campo.
Parte della miscela viene immagazzinata così da renderla disponibile all'occorrenza, parte invece prosegue garantendo produzione di energia elettrica.

Per quel che riguarda invece la quantità di sali presenti nel campo, la portata del fluido termovettore è diretta conseguenza della radiazione che impatta.
Cioè la portata di sali viene regolata in relazione alla quantita di potenza termica che può essere concentrata.
Maggiore la densità irraggiata, maggiore la portata di fluido termovettore (Kg/s).

Più che disponibile per ulteriori delucidazioni,
un abbraccio

Emi

Mimmi

Carissimo Foxxya,
la mancanza di verità l'ho letta nelle sue parole.
Vede, l'intenzione non era quella di pungerla, semplicemente di restituire al fluido citato, e agli acciai citati i loro spersi dati tecnici.
Null'altro, mi creda.
Detto questo insisto.
Non sono tecnologie comparabili.
Il fatto che sfruttino la stessa risorsa, che producano energia elettrica, mi spiace, comunque non le rende comparabili.
Intanto per il principio di funzionamento.
Ancora, per la presenza dell'accumulo che rende l'esercizio dell'impianto termodinamico continuativo.
Ancora per la normativa in vigore che regola gli incentivi delle due tecnologie.
Sono semplicemente diverse.
Tra l'altro il fotovoltaico è certamente più adatto per utenze piccole.
Il termodinamico lo è per le grandi.
Se lo immagina un campo PV da 100MWe?
Ed un termo da 2MWe?
Sono destinati a diverse utenze.
Cosa vuole che le dica...
Una centrale prepotente termodinamica presenta tempi di rientro inferiori rispetto a quelli di una centrale fotovoltaica a parità di potenza.
Compari se vuole, poi mi racconta..
La saluto cordialmente.

Stregatto

Ho l'impressione che chi ha progettato questi impianti termodinamici che portano i sali fusi a 550° avesse in mente di massimizzare il rendimento del ciclo di potenza, a vapore, il cui rendimento effettivamente cresce con la temperatura massima del ciclo.
Ma l'efficienza dell'impianto in questo caso dovrebbe tener conto anche dell'efficienza della parte riscaldante. Mi spiego: un tubo in cui scorrono sali fusi a 550° irraggia (e non solo quando si trova nel fuoco degli specchi) una sensibile quantità di calore; questo abbassa il rendimento. Chissà se ne hanno tenuto conto i progettisti ?
So per esperienza di progettazione che quando viene divisa in compartimenti stagni, i progettisti di ogni componente tendono a massimizzare l'efficienza della loro parte, a scapito delle altre. Così probabilmente i progettisti dell'impianto a vapore avranno richiesto a quelli della parte solare una temperatura dei sali di 550°, quella che dà la massima efficienza del ciclo a vapore. Gli altri progettisti hanno dovuto adeguarsi, ma avrebbero potuto rispondere, ad esempio: guardate che se i tubi fossero a 500° invece di 550 la dispersione di calore per irraggiamento diminuirebbe del 27 %
(l'irraggiamento è proporzionale alla quinta potenza della temperatura assoluta, così (773/823)^5=0.73). E se l'irraggiamento si mangiasse il 10% dell'energia solare incidente, a 500° questo si abbasserebbe al 7.3%; quansi un 3% di guadagno. E non so se abbassando la temperatura massima del vapore da 500 a 450° (ho tenuto sempre 50° di deltat fra sali e vapore) il rendimento del ciclo si ridurrebbe di altrettanto...

Detto questo, continuo a ritenere poco sensato mettere in campo un costoso sistema di stoccaggio di calore a sali fusi per garantire continuità di funzionamento quando probabilmente l'impianto sarebbe collegato alla rete elettrica, che potrebbe essere usata di notte e col maltempo per coprire le cadute di produzione.

E un'altra considerazione: per me è poco efficiente voler condurre un impianto a vapore con la sola energia solare quando questa potrebbe venire usata per produrre vapore a 300° e 100 bar, lasciando a un forno classico il surriscaldamento del vapore a 500°. Un collettore solare a 300° avrebbe rendimenti superiori di uno a 550°.

E scusate un vecchio brontolone

toninon

Non sono un esperto in materia e le considerazioni che fai mi sembrano in generale sensate, probabilmente risponderanno altri piu' competenti di me, pero' volevo dire alcune cose.

Secondo me fai torto ai ricercatori che si occupano di queste cose se pensi che non abbiano considerato l'efficienza generale del sistema.

Intanto segnalo questa discussione con un interessante documento sui materiali per il termodinamico:Materiali idonei per il termodinamico
Li si discute in particolare sul materiale assorbitore e sulla sua ottimizzazione all'assorbimento dell'energia alle lunghezze d'onda solari e la minimizzazione dell'emissivita' alle lunghezze d'onda emesse da un corpo alle temperature in esame (550 gradi nell'esempio).

Poi non mi torna quel che hai detto sull'irraggiamento rispetto a quanto trovato su Wikipedia:
Beh in effetti a livello pratico per le potenze che ci sono in ballo ora non sembra molto utile, in prospettiva per potenze maggiori magari si.

Si anche questo sembra logico, d'altra parte le centrali termodinamiche ibride fanno parte del campo di applicazione del termodinamico.
Ma il vapore in uscita da una turbina a che temperatura e' ? Perche' se fosse non molto piu' basso di 300 gradi...

ciao

sergio.r

Scusate mi inserisco anche io nella discussione
quindi in pratica, se ho capito bene, il senso dei due serbatoi è che dei due, uno è vuoto (o solo metà del volume complessivo dei due serbatoi è riempito dai sali), cioè per esempio quando c'è molto sole riesco a caricare completamente il serbatoio caldo, che funge da riserva, quando invece di sole non ce ne è, si scarica progressivamente il caldo ed il sale "freddo" viene accumulato nel serbatoio freddo, in modo da non abbassase la temperatura del serbatoio caldo. è così? Per caso Mimmi, o altri, ha informazioni su come viene tenuto in pressione il circuito?
grazie

livingreen

Per massimizzare il rendimento, il salto entalpico dev'essere il più grande possibile. Di solito in uscita dalla turbina non si hanno più di 45 gradi con un massimo di 0,4 bar.
Ho messo i valori massimi, nella maggior parte degli impianti la pressione è molto più bassa.

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"Non date da mangiare ai troll"
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Foxxya

mi perdoni ma insisto anch'io.
Il caso si presta ad esempi simili: perchè comparare auto a combustibile benzina, metanolo, diesel, biodisel, elettriche, elettriche con fotovoltaico sul tettuccio, veicoli a cavallo (si i calessi),...
Perchè uno dovrebbe essere interessato a comparare queste tecnologie? Non è possibile, hanno diverso il principio di funzionamento, la durata.
Producono si il medesimo risultato benchè in forme diverse (capacità di accelerazione, velocità massima, velocità media), con un'alimentazione diversa (biada, biodisel, radiazione solare, ...) sfruttando diversi fenomeni fisici.
Perchè compararli?


Questo è un buon aspetto sempre che il serbatoio di accumulo soddisfi il vuoto di circa 12 ore notturne più un dimensionamento di sicurezza che consideri la variabilità della radiazione solare durante le ore del giorno e le probabili condizioni atmosferiche.
L'alternativa è che una volta avviato duri in eterno con modo perpetuo.
D'altra parte ipotizzando che non vi sia nessuna dispersione energetica e che tutta la radiazione solare arrivi ad essere convertita in calore ed elettricità, un serbatoio di accumulo altro non fa che accumulare l'energia e trasformarla di notte.
Ne deriva che con l'accumulo l'energia assunta equilibria la differenza fra l'energia arrivata agli specchi-tubo captante e l'energia rilasciata nella rete.
Per così dire la variabilità della radiazione solare, descrivibile con una curva a campana viene appiattita dall'accumulo in un rettangolo costante di energia rilasciata nella rete.
Quanto più si accumula o meglio quanto più si è costretti ad accumulare, tanto più si deve estendere l'area captante per garantire il medesimo flusso medio.

Se ci fosse il 55% di detrazione fiscale sul fotovoltaico avrei già un impianto.
Se ci fosse il 100% di detrazione fiscale sul fotovoltaico come c'è stato qualche anno fa nella regione autonoma del Trentino Alto Adige (luogo adatto per ottenere vagoni di energia per il fotovoltaico -.-') credo che ogni casa in pianura, centro e bass'italia avrebbe il FV.


Non metto in dubbio che debbano esserci fondi alla ricerca sul solare, tanto quanto sul fotovoltaico.
Ho dubitato nei post precedenti che per utenze "casalinghe" convenga sfruttare oggi la ristretta area che hanno quasi sempre a disposizione con un impianto solare o rispetto uno ad FV.
Gli impianti solare commerciali oggi disponibili per l'ambito casalingo probabilmente hanno rese inferiori rispetto ad un FV.
Sarebbe utile capire per tali impianti casalinghi se si ha una minore riduzione delle emissioni per i m^2 disponibili sfruttando una tecnologia o l'altra.

Credo che si debba trovare soprattutto una formulazione chiara che distingua i prodotti sia per utenze domestiche che per applicazioni industriali.
Cofronto fra aree ed impatto nell'area.
Confronto fra KWh prodotti o costo dell'impianto per W prodotto
Cofronto fra rendimenti.
Durabilità, manutenzione
Es: Un FV GaAs riesce ad avere un rendimento del 40%, ma cosa vuol dire questo, se non si ha nessuna idea sul costo di produzione, sull'andamento della produzione nelle 24 ore, sull'area richiesta di installazione, ...

Per quanto riguarda lo sfruttamento della radiazione solare, dato che l'interesse è quello di sfruttare totalmente l'energia incidente, forse la maggiore efficienza per la produzione di corrente elettrica deriva dalla diffrazione in diverse aree dei fotoni, al fine di mandare le lunghezze d'onda in grado di eccitare gli atomi all'effetto fotoelettrico laddove non arrivano i fotoni con lunghezza d'onda tale da provocare l'emissione di calore ed il surriscaldamento del materiale.


Aggiungo un'altra domanda: che isolante-isolamento viene usato nelle parti esposte del tubo d'acciaio con fluido termoconvettore e per il serbatoio?
Per parte esposta intendo quella che va dagli specchi parabolici al serbatoio di accumulo.

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Mimmi

I due serbatoi raccolgono la miscela scelta come fluidotermovettore.
Nel caso di sali fusi le temperature sono di 290°C per la miscela entro il serbatoio freddo e 550°C per il serbatoio caldo.
Facciamo un esempio pratico.
Considero una centrale che debba essere avviata per la prima volta.
Tutta la miscela di sali fusi è stoccata entro il serbatoio freddo.
Il fluido viene pompato entro il circuito, così che circolando nel campo solare, arrivi al serbatoio caldo alla temperatura di 550°C.
Parte della miscela non viene inviata al generatore di vapore, ma si conserva per la notte, o nel caso in cui un cambiamento climatico non consenta il corretto funzionamento dell'impianto.
La miscela invece inviata al GVS, viene privata del calore accumulato e pompata tramite un circuito secondario al serbatoio freddo, così da garantire l'esercizio continuativo e dunque la produzione di energia elettrica.
Cioè, dal serbatoio freddo la miscela viene nuovamente pompata entro il campo solare perchè raccolga calore.
Durante la giornata, quindi, aumenta la massa di sale accumulata, come da progetto.
Durante la notte, per esempio, quando l'erogazione di energia elettrica non può essere garantita poichè non c'è potenza termica irraggiata, il fluido termovettore viene prelevato dal serbatoio d'accumulo e inviato al generatore di vapore...

Saluti

Stregatto

E' molto più basso di 300 gradi. Anzi è già in fase mista, cioè parzialmente condensato. Il sutrriscaldamento a 500 gradi serve per massimizzare il salto entalpico nell'espansione ma anche a garantire che nell'espansione non si formi troppa condensa che peggiorerebbe il funzionamento della turbina. Per lo stesso motivo si fa spesso un secondo surriscaldamento dopo la prima espansione intermedia.
Ora siccome il vapore si fa condensare alla minima temperatura possibile per avere la minima pressione allo scarico della turbina, si ha di solito allo scarico una pressione di 0.1 bar che corrisponde a una condensazione a 45 gradi, il minimo possibile.

Foxxya

Sarebbe bello vedere una temografia di notte del serbatoio di accumulo e degli apparati di trasporto

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Foxxya

La notizia su Edilportale

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toninon

Ma avrai letto anche tu che con l'uso dei sali e' previsto un serbatoio freddo a 290 gradi.

Dunque un sistema ibrido, in cui il riscaldamento sarebbe per la parte iniziale (diciamo fino a 300 gradi) con calore di provenienza solare e per la restante parte da combustibili fossili, non potrebbe essere basato sui sali come fluido di interscambio. Immagino si usino gli olii 'diatermici'.

In effetti se si tratta di risparmiare combustibili fossili questo sistema sembrerebbe superiore, potrebbe far storcere il naso ai puristi ed essere utilizzato contro il termodinamico (come nella mozione).
Ma effettivamente attualmente c'e' da gestire un passaggio dai combustibili fossili alle fonti rinnovabili e questo per un periodo di diversi decenni.

D'altra parte che senso avrebbe avere centrali solari al 100 % quando poi e' comunque necessario integrare (integrare e' un eufemismo) la produzione solare con energia da fossili ?

Certo in prospettiva le centrali solari 'pure' potrebbero emergere, ma per quello c'e' tempo direi.
Mi piacerebbe sapere cosa ha da dire Mimmi in proposito.

ciao