Produzione elettricità da bicicletta

[Giamps]

Per piacere, sò che qui c'è gente in gamba, ho bisogno di una mano, dovreste farmi capire dove sbaglio.

Alcuni hanno già avuto modo di discutere con me su varie questioni e sanno che sono totalmente ignorante su certe materie tecniche, per questo cerco di compensare con la fantasia.

Purtroppo la mia immaginazione e la mia creatività poi si scontrano con la realtà e c'è bisogno di qualcuno che mi dica dove stò sbagliando per cercare di correggere il tiro.

Vi chiedo una cosa assurda su una semplice ruota di bicicletta che gira e che dovrebbe produrre energia elettrica.

Sappiamo che le vecchie dinamo sfruttavano meccanicamente il movimento della ruota per accendere la lampadina.

Sappiamo che l'energia elettrica viene prodotta da una calamita ed una bobina, solitamente, così ho capito, è la bobina ad essere in rotazione all'interno del campo magnetico e questo succede anche negli alternatori.

Ora supponiamo invece di avere delle bobine avvolte intorno ai raggi della ruota di una bicicletta, tralasciamo la loro forma, e tralasciamo le eventuali intersecazioni tra i fili, non è questo il mio problema al momento.

Bene, facendo girare la ruota si ottiene la rotazione delle bobine, uso il plurale immaginando che ognuna sia separata dalle altre presenti in ogni porzione di ruota.

A questo punto è il turno dei magneti, essi saranno posti in modo invertito intorno alla ruota.

quando scrivo "in modo invertito" intendo dire a coppie di due, Polo Nord e Polo Sud, una volta posti a sinistra ed una volta posti a destra della ruota, alternativamente, che coprono una parte della circonferenza, a forma di "parafango".

Il campo magnetico in teoria va dall'uno all'altro polo con al centro la bobine che continuano a ruotare assieme ai raggi della bicicletta.

Naturalmente i magneti sono tanti, e la bobina mentre ruota incontrerà tanti diversi campi magnetici perchè il polo sud sarà prima da una parte e poi toccherà al polo nord e cosi via, fermo restando che dall'altra parte della ruota c'è il suo opposto per avere così il campo magnetico.

A questo punto si dovrebbe creare energia elettrica, se non ho commesso qualche errore teorico e non ho considerato alcune variabili, ma spero possiate dirmelo voi.

Al centro della ruota, l'energia elettrica via via creata affluisce e può essere utilizzata per altro scopo, naturalmente può servire anche per contribuira a far andare avanti la bicicletta.

Cosa c'è che non va in tutto questo ragionamento?
La ruota incontrerebbe una qualche forza che renderebbe piu difficile la sua rotazione?

Sò già che mi riderete in faccia!
Ma non importa.

[marcober]

Ciao, solitamente magnete e bobina ruotano fra loro coassialmente....nel tuo caso si spostano fra loro liniearmente.

Siccome esistono motori lineare , in cui rotore e statore sono piani e scorrono fra loro in modo lineare guidati da binari ....non penso sia impossibile farli funzionare anche al contrario, cioè immaginando che si applichi un lavoro ad uno dei due, che ne determina uno spostamento, e si generi energia elettrica.nel tuo caso, si ha la stessa cosa..cioè ci sono due piani parallei che scorrono fra loro...insomma, una specie di motore lineare chiuso a cerchio.

Non è nemmeno necessario che il parafango sia doppio, basta avere rotore sui raggi e statore da un lato del parafango.

Ovviamente a parte la complicazione costruttiva e il costo elevato, non hai alcun vantaggio a fare questo rispetto ad usare una dinamo o un alternatore calettato nel mozzo della ruota, così come si fa su qualsiasi turbina eolica o idrica.

È ovvio che la ruota incontrerá una forza che si oppone alla sua rotazione, tanto poi forte quanto più potente sará il campo magnetico che hai posizionato, e la cui forza devi vincere se vuoi generare elettricità....esattamente come quando attacchi la dinamo sulla bici, la pedalata diventa più pesante perché stai generando...se la dinamo, che poi è un alternatore, fosse vuoto, non avresti assorbimento di lavoro, se non il minimo è trascurabile attrito meccanico della rotelle a che gira sul copertone, scaldandosi, ma sarebbe impercettibile.

[nll]

Note di Moderazione: nll Sposto la discussione ai confini della scienza. Mi spiace, ma questa discussione non è il "Fai da te" di qualcosa di già tecnicamente provato, ma si tratta di una fantasia che qualcuno, come tu stesso dichiari, cerca di descrivere, prima ancora di provare a realizzare. Leggiti le altre discussioni della sezione che realizza le cose che vorresti fare tu, poi prova almeno a iniziare: la fantasia è dentro la tua mente, la devi estrinsecare per prima a te stesso con qualcosa di concreto, non con le parole. Metti su carta le tue idee e chiediti sempre quali siano gli effetti e quali le cause di tutte le forze in gioco, ricordati che anche il magnetismo risponde a ben precise leggi fisiche, non c'è magia, quindi anche produrre energia da una pedalata costa più energia di quanta ne puoi ricavare, tolte le perdite per attriti e per il calore disperso.

[Giamps]

Perdonami macrober,
guarda la foto qui sotto :


In pratica mi stai dicendo che si forma un campo magnetico indotto che mi fa muovere con piu difficoltà la calamita nei pressi della bobina rispetto ad un punto piu distante, ho capito bene?

Quindi se è come tu dici anche nel video qui sotto dove c'è una dinamo fatta in casa,anche qui la ruota ha una perdita di energia dovuta al campo magnetico.

Evidentemente in ciò che fantasticavo non tenevo conto di questo lavoro che comunque va condiserato.

P.S.
ULTIMA STUPIDAGGINE per questo giro :
sappiamo che per far girare una ruota serve una spinta, però piu ci si avvicina al centro della ruota e piu la spinta diviene difficile da dare, si può in qualche modo sfruttare questo principio per creare piu energia elettrica?

Cioè, se la dinamo invece di essere come quelle classiche poste sul cerchione esterno della ruota fosse posta al centro della ruota, la forza che mi chiede diventa minore, cioè la "resistenza" della dinamo risulterebbe inferiore piu ci si avvicina al centro della ruota, concordi?

In questo caso evidentemente non mi riferisco al numero di giri della ruota che è il medesimo ma ad una dinamo magnetica come quella nel video.

[marcober]

Ovvio. L'energia elettrica che circola produce a sua volta un campo magnetico contrario a quello che fai muovere tu, che ti frena la ruota. In una ruota più sei vicino al mozzo più hai copia ma cala velocità periferica e viceversa. Se la dinamo classica la metti più vicina mozzo avresti voltaggio più basso ma amperaggio più alto e quindi ugual potenza

[Giamps]

*** Citazione integrale rimossa. Violazione art.3 del regolamento del forum. nll ***

Grazie mille macrober per la gentilezza.
Io pur avendo fatto nella mia gioventu studi base di elettronica non li ho mai testati sul campo e quindi un particolare come questo che sembra basilare non lo conoscevo, tra l'altro non ero nemmeno un secchione.

grazie ancora.

[Giamps]

*** Rimosso commento pubblico alla moderazione. Violazione art.12 del regolamento del forum. nll ***

Comunque ritornando al discorso : questo è il funzionamento del "maglev", sarebbe un treno, lo vedo ora per la prima volta, quindi quando in precedenza ho descritto i due poli che si distribuivano alternativamente non lo conoscevo :


Ora si può immaginare che sia uno sviluppo di una ruota dove tutt'intorno ci sono un suseguirsi di poli.
Restano le problematiche precedenti, e questo è un treno a levitazione magnetica quindi in teoria non c'entra un bel tubo.

[marcober]

Si lo conosco, ci sono 2 effetti che si sommano. Da un lato la lievitazione magnietica, che fa galleggiare il,treno anche in situazione statica...un altro è il movimento...che in effetti è dato proprio da quello che dicevo prima....immagina una motore elettrico , lo tagli sino al 50% del suo spessore e lo svolgi, lo spiani....e ottieni un motore lineare...vai su google e cerca motore lineare, puoi immaginare di fare un cerchio ..ma sempre si un motore lineare, cioè piatto e non rotativo.

[Giamps]

Si, ho cercato i motori lineari ed è venuta fuori una sfilza di usi tra i quali treni a levitazione magnetica e motori usati nelle missioni spaziali....non sono comuni.

Sempre sulla levitazione magnetica ho trovato una bicicletta che sarà in vendita tra poco che non ha nemmeno i raggi sui cerchioni, ma non era quello che intendevo.

Infine ho trovato su questo forum quasi lo stesso argomento che ho trattato io ma scritto nel 2008 :

https://www.energeticambiente.it/manuali-ad-usum-forum/14717201-motore-lineare-una-possibile-applicazione.html

anche in quel caso, nessuna applicazione pratica e molte problematiche.

[marcober]

Poco diffusi non direi..motori lineari come questo, solo dove lavoro io ne abbiamo almeno 40..e stiamo man mano sostituendo quelli rotativi accoppiati a cinghia con questi.
Tuttavia , ripeto, non hai alcun vantaggio ad usare un motore (usato in generazione) lineare "curvato e continuo" per adattarlo ad una ruota...se la tua recxondita idea è che possa generare energia senza attrito..scordatelo..ha la stessa efficienza di qualsiasi alternatore..quindi se lo metti, è come pedalare in salita..

[Al Mizar]

... Al centro della ruota, l'energia elettrica via via creata affluisce e può essere utilizzata per altro scopo, naturalmente può servire anche per contribuira a far andare avanti la bicicletta.

Cosa c'è che non va in tutto questo ragionamento?
La ruota incontrerebbe una qualche forza che renderebbe piu difficile la sua rotazione? ...

Quello che non va nel tuo ragionamento è che ogni trasformazione di energia avviene con perdite, e quindi più aggeggi ci metti e più devi pedalare, come del resto già spegato qui: https://www.energeticambiente.it/ai-...#post118997031

Altra cosa che non va:
"... per far girare una ruota serve una spinta, però piu ci si avvicina al centro della ruota e piu la spinta diviene difficile da dare"

Non è questione di difficoltà, è questione di forza; da come esponi sembra che tu non abbia chiaro il funzionamento delle leve, insiene al fatto che l' energia è uguale a forza per spostamento.

[experimentator]

Forse il problema che bisogna porsi e che voleva proporre Giamps era : Quanta energia elettrica può generare un uomo che pedala in bicicletta ?

Non mi ricordo bene ma credo che fosse 100 o 200 Wh .
Correggetemi se sbaglio.

Quindi carissimo Giamps se volessi risparmiare sulla bolletta enel pedalando , hai voglia a pedalare ...

Ciao .

[Al Mizar]

zag,
un uomo in bici può generare anche un kWh, o anche mille, dipende da quanto tempo pedala.

[Giamps]

Forse il problema che bisogna porsi e che voleva proporre Giamps era : Quanta energia elettrica può generare un uomo che pedala in bicicletta ?

No no, non era questo il problema che volevo porre.
Volevo solo capire come funzionava la creazione di energia elettrica ed ora l'ho capito, ora c'è un ignorante in meno sulla terra! (forse)

Ho visto i video dove con la bicicletta si produce energia elettrica e si fa una fatica boia, come può anche andare avanti? L'unica è il recupero di energia dalle frenate che esiste già nelle bici elettriche.

Punto, mi scuso ma quel concetto mi mancava infatti per questo ero andato con i piedi di piombo.

Secondo punto invece, ancora aperto dall'altra discussione che avevo aperto tempo addietro e che varrebbe anche per la bicicletta:

Una riduzione o un aumento del peso in questo caso della bicicletta dovuto all'utilizzo di un gas la cui temperatura varia.

Ad esempio una mongolfiera ha uno spreco incredibile di energia per sollevare 2,5 tonnellate di peso + i passeggeri.

Immaginatevi solamente 30 kg in meno in salita "tolti" ad una bicicletta, oppure immaginatevi 25 kg in piu in una discesa dove c'è il recupero della frenata.

Ma voi probabilmente mi direte che lo spreco di energia per ottenere l'alleggerimento o l'appesantimento è superiore alla differenza di energia creata nelle due situazioni, altrimenti qualcuno lo avrebbe gia fatto.

In effetti sarà anche così.

Ma a me piace pernsare che esiste un gas comprimibile che con piccole variazioni di energia varia molto il suo peso, non sono in grado però di sapere qual'è.
Sò che non è possibile, ma io ci spero.

[marcober]

Se hai un serbatoio di volume fisso e ci pompi aria dentro, ovvio il peso del contenuto,aumenta...quando fai pieno di metano in una bombola metti ad esempio 6 kg riempiendo a 200 bar... Converrebbe portarsi in salita magari 50 kg di bombola e compressore per poter aumentare in discesa, dopo qualche km, di 6 kg il peso? No di certo.Al massimo si potrebbe immagazzinare aria compressa per poi usarla nella salita dopo...ma meglio farlo con una batteria, pesa meno in salita. Ma per avere un beneficio devi iniziare la,prima salita con batteria carica , in modo che almeno bilanci lo sforzo di portare il,peso incrementale a fine salita...quando in futuro avremo batterie piccole, leggere e potentissime e pannelli solare ad efficienza altissima, si potrà fare qualche cosa di interessante... Si sente parlare di efficienza dei pannelli al 40% in laboratorio...se fosse disponibile, con 2 pannelli da 40*40 messi davanti e dietro sopra le ruote, in pieno sole si potrebbe avere 100 W di potenza...con una batterie da 300w e magari un pannello flessibile da srotolare e collegare quando fai le soste sul prato o la ricarica rapida quando ti fermi all'osteria, magari giri anche da 100 km sarebbero alla portata anche del pedalatore della domenica.

[Giamps]

Credo che giri da 100 km siano già alla portata del pedalatore della domenica anche solo con il recupero dell'energia nelle attuali biciclette elettriche.

Il punto però che ti chiedo, a parte l'infiammabilità ed il rischio su un gas come il metano, qui 6kg di peso possono diventare 2kg se varia la sua temperatura?

Perchè di questo si stà parlando, di modificare il peso del gas utilizzando dell'energia, dimostrando che quest'energia permette un risparmio dell'energia totale che si sarebbe usata senza questo stratagemma.

Ed è qui il difficile.

Se mi dici ad esempio : per far pesare una bicicletta con il suo ciclista 30 kg in meno serve tot energia, ed io ti dimostro che quei 30 kg in meno producono un risparmio totale superiore a quel tot di energia iniziale, ho comunque usato meno di quello che ho speso.

Stessa cosa per la discesa, se posso variare la temperatura di un gas e farlo pesare di piu, ed ottenere dal recupero di frenata un tot di energia che è superiore a quella utilizzata per cambiare peso al gas, ho ottenuto un guadagno superiore alla spesa.

Sò che è impossibile ma io ci credo.

pedalando creo energia, che può essere trasformata in calore oppure per un sistema di raffreddamento, i gas si scalda o si raffredda, cambia il suo peso, la bicicletta pesa meno o di piu, faccio piu strada e recupero in frenata molta piu energia facendo aumentare il peso.

Siamo veramente ai confini della scienza!

[marcober]

Nkn penso...le attuali bici elettriche hanno peso dovuto a motore e batteria che secondo me le rendono inadatte a giri così lunghi. Funzionano in città dove le carichi a casa e poi vai a farci la spesa...ma per tratti impegnativi direi di no.Ho detto metano per farti capire, puoi usare aria.

Se il recipiente è chiuso e cambi solo la T il peso non varia...il,peso,varia se fai entrare o uscire gas..cioè se comprimi e liberi....ma farlo solo per aumentare peso in discesa ..a che pro? E quale sforzo comporta portare in salita bombola e compressore? Assurdo!

Ovvio che non riesci a far diminuire il peso in salita...se una bici pesa 10 kg, e il suo telaio contiene aria, anche se ci metti elio dentro, aL posto di aria, o la fai con telaio sottovuoto, non penso che riscia misurare il delta peso....e comunque se poi vuoi appesantire in discesa devi avere compressore a bordo, ma altro elio dove lo,prendi?

[Giamps]

credo che tu abbia ragione, sarebbe stato troppo facile.

[nll]

Pur mantenendo lo stesso peso, puoi giocare col volume: il calore può espandersi dentro un pallone che, se raggiunge complessivamente un peso specifico inferiore a quello dell'aria, tende a sollevare o comunque a ridurre la componente peso scaricata a terra.

Il problema è che dovresti coordinare l'espansione e la compressione con la necessità di ridurre, o aumentare la componente peso scaricata a terra.

Inoltre per comprimere ed espandere spendi energia (chimica, meccanica, elettrica, dipende da cosa usi) e ad ogni trasformazione hai comunque delle perdite.

La teoria è una gran bella cosa, ma putroppo deve sovente scontrarsi con la cruda realtà.

[marcober]

Nll..se il gas che hai nel pallone pesa più ell'aria, lo puoi espandere fin che vuoi ma se il numerodi moli che sonocontenute non cambia, il peso della bici+pallone non cambia...

[nll]

Pur mantenendo lo stesso peso, puoi giocare col volume

Non cambia il peso, infatti ho scritto che varia il peso specifico (espandendosi per effetto del calore, si riduce il peso specifico complessivo anche considerando il contenitore, vedi esempio mongolfiera).

Non cambia il peso di bici+pallone, ma se il volume aumenta cambia il peso del volume d'aria spostato (principio d'Archimede)

[BesselKn]

Quanta energia elettrica può generare un uomo che pedala in bicicletta ?

Incidentalmente e a grandi linee, mi pare di ricordare che 8 h sonno + 8 h passeggio + 8 h esercizio fisico intenso comportano un fabbisogno energetico di circa 30 MJ (cioè, mediamente sulle 24 h, 350 W), con punte in potenza di circa 1 kW durante il forte esercizio fisico...

[Giamps]

costa meno fatica spendere soldi per rifare i serramenti e risparmiare quell'energia riposandosi piuttosto che crearla e sprecarla, pensa quanta fatica eviti di fare se invece di pedalare ti compri una lampadina a risparmio energetico!

il risparmio energetico è il modo piu economico per creare energia! al secondo posto c'è il miglioramento dei rendimenti nella produzione di energia, al terzo la minor perdita nel trasporto dell'energia, il quarto è l'energia vera e propria utilizzata.

è un pò come quando si dice che la miglior difesa è l'attacco.

[Giamps]

scusate , domanda stupida :
una cyclette che produce energia elettrica, posta ipoteticamente sulla luna, produce energia con piu o meno fatica rispetto a qui?

quando mi avete risposto scrivo le mie considerazioni, aspetto prima di leggere le vostre.

[Al Mizar]

Perché, secondo te, dovrebbe cambiare qualcosa tra produrre energia pedalando sulla Terra, sulla Luna, o dovunque nell' universo?

[Giamps]

non ho affermato questo, ho fatto una domanda per capire il vostro punto di vista.

Ad esempio, la gravità può influire?

Ho solo una teoria che non posso enunciare in questo momento perchè mi mancano pezzi e cerco di comporre il puzzle.

[Al Mizar]

Il "vostro" punto di vista ... di "voi" chi?

L'equazione dell'energia dice: Energia=Potenza X Tempo; come vedi non comprende gravità, pressione, temperatura, altre variabili.
Produrre energia è invariante rispetto ad altre grandezze.

Vuoi confutare questa equazione? Ci sono grandezze rispetto alle quali questa equazione non è valida?

[marcober]

Beh no aspetta Al....se pedali al caldo fai molta più fatica e quindi meno energia sulla dinamo

[Giamps]

Vuoi confutare questa equazione? Ci sono grandezze rispetto alle quali questa equazione non è valida?

Non confuto un bel nulla, ma sai benissimo che ci sono altre variabili che non mettono in discussione quella formula.

Ad esempio può cambiare un rendimento.

Comunque la variabile che prendo in considerazione è la circolazione di corrente, ovvero la fatica che la corrente elettrica fà per circolare.

Relaziono il campo magnetico terrestre che crea una certa gravità con il campo magnetico che fà circolare, o meglio, che crea la corrente.

Dunque assumo che vi potrebbe anche essere una connessione e se vi fosse potrebbe determinare una differenza del lavoro richiesto, dunque se per ipotesi fosse vera, ci vorrebbe minor fatica per far circolare,o meglio, creare corrente l'addove il campo magnetico è inferiore ed è generata una gravità inferiore.

Da qui l'esempio della luna, che ho fatto solo ai fini di una comprensione piu chiara della problematica, utilizzando un facile ma impossibile esempio.

In realtà volevo capire bene le connessioni che si formano tra due campi magnetici concorrenti, in questo caso della terra e del magnete per creare energia, se in qualche modo modificando alcuni valori potrebbe esservi una differenza con il risultato finale, cioè con una diversa produzione di energia elettrica.

Ma probabilmente mi sbaglio, ho scritto questo apposta per riuscire a capire dov'è l'errore che compio e voi siete in gamba.

[Al Mizar]

Non confuto un bel nulla, ma sai benissimo che ci sono altre variabili che non mettono in discussione quella formula. ...

No non lo so, dinne una.