Energia dai magneti...

[gargianti]

Un saluto a tutti.
Mi sono appena registrato ma vi leggo da almeno un anno ed ho seguito molti thread interessanti come quelli sul MEG e sul Parallel Path che mi affascinano particolarmente.
Vorrei subito farvi una domanda che potrebbe alla fine rivelarsi alquanto stupida ma la faccio lo stesso. Parlando di grossi alternatore come quelli di una centrale termoelettrica dove vi sono delle macchine che producono ad esempio 300 MW, il rotore viene eccitato da un'eccitatrice statica e grosso modo la potenza impiegata è intorno ad 1,2 MW. Ora, poichè sono anch'io convinto che dai magneti permanenti è possibile ricavare energia free mi sono schiesto: e se si sostituisse il rotore con un grosso magnete permanente? Ammettiamo per assurdo che possono realizzarsi rotori magnetici di grosse dimensioni che producono un campo magnetico di intensità pari a quello prodotto dagli avvolgimenti rotorici, l'energia elettrica che si verrebbe a risparmiare non alimentando più tali avvolgimenti sarebbe veramente un'energia "risparmiata"?. La domanda potrebbe essere rivoltata in questo modo: l'energia impiegata per l'eccitazione degli alternatori è energia persa o la recupero sui morsetti dello statore? Se è energia che viene perduta mi viene da pensare che la stessa energia può essere ricavata gratis da un magnete permanente e questo rafforza la mia convinzione che dai magneti è possibile ricavare veramente qualcosa, se non è così il mio ragionamento non vale più. Probabilmente mi sta sfuggendo qualcosa di basilare e per questo vi chiedo un aiuto per fugare questo mio dubbio.
Vi ringrazio per le risposte.

[primus71]

Probabilmente mi sta sfuggendo qualcosa di basilare e per questo vi chiedo un aiuto per fugare questo mio dubbio.
Vi ringrazio per le risposte.

scusami
ma ci sarà un motivo se dopo 100 e passa anni che fanno gli alternatori, non usano i magneti permanenti

ciao

[mariomaggi]

Benvenuto gargianti.

La domanda potrebbe essere rivoltata in questo modo: l'energia impiegata per l'eccitazione degli alternatori è energia persa o la recupero sui morsetti dello statore?

in pratica e' energia persa.

Ammettiamo per assurdo che possono realizzarsi rotori magnetici di grosse dimensioni che producono un campo magnetico di intensità pari a quello prodotto dagli avvolgimenti rotorici,

Non e' assurdo, si puo' fare.

primus71,

ma ci sarà un motivo se dopo 100 e passa anni che fanno gli alternatori, non usano i magneti permanenti

esatto! I magneti permanenti non permettono la regolazione della tensione, necessaria per adeguare la potenza prodotta alla richiesta della rete in quell'istante. Regolando invece l'eccitazione si ottiene la necessaria regolazione della tensione generata.

Si usano normalmente rotori a magneti permanenti nei generatori che non richiedono una stabilizzazione della tensione, per esempio nei generatori eolici lenti o nei turbogeneratori di piccole dimensioni (centinaia di kW). Di solito di tratta di generatori che hanno in serie un convertitore statico di tensione/frequenza. In realta' una parte del guadagno energetico grazie ai magneti poi lo perdi nella doppia conversione di potenza (prima raddrizzatore e poi inverter) necessaria per riportare i valori della frequenza e della tensione ai valori utili per la rete in quell'istante.

Ciao
Mario

[leo48]

Prima di tutto benvenuto ! !
adesso passiamo alla domanda:

Vorrei subito farvi una domanda che potrebbe alla fine rivelarsi alquanto stupida ma la faccio lo stesso. Parlando di grossi alternatore come quelli di una centrale termoelettrica dove vi sono delle macchine che producono ad esempio 300 MW, il rotore viene eccitato da un'eccitatrice statica e grosso modo la potenza impiegata è intorno ad 1,2 MW. Ora, poichè sono anch'io convinto che dai magneti permanenti è possibile ricavare energia free mi sono schiesto: e se si sostituisse il rotore con un grosso magnete permanente? Ammettiamo per assurdo che possono realizzarsi rotori magnetici di grosse dimensioni che producono un campo magnetico di intensità pari a quello prodotto dagli avvolgimenti rotorici, l'energia elettrica che si verrebbe a risparmiare non alimentando più tali avvolgimenti sarebbe veramente un'energia "risparmiata"?. La domanda potrebbe essere rivoltata in questo modo: l'energia impiegata per l'eccitazione degli alternatori è energia persa o la recupero sui morsetti dello statore? Se è energia che viene perduta mi viene da pensare che la stessa energia può essere ricavata gratis da un magnete permanente e questo rafforza la mia convinzione che dai magneti è possibile ricavare veramente qualcosa, se non è così il mio ragionamento non vale più. Probabilmente mi sta sfuggendo qualcosa di basilare e per questo vi chiedo un aiuto per fugare questo mio dubbio.
Vi ringrazio per le risposte.

Ecco vedi non conosco il tuo grado di istruzione ma ti dico con parole semplici
il motivo:
la tensione di uscita dallo statore dipende per una determinata macchina dipende
da due fattori uno è la velocità di rotazione ma per poter tenere la macchina in
fase con la rete è fissa in modo tale da avere i famosi 50 Hz e l'altro fattore è
il valore del flusso magnetico.
Se si usassero dei magneti al posto degli avvolgimenti le macchine a vuoto
avrebbero una tensione molto alta e scenderebbe subito come si comincia ad
applicare il carico scendendo al di sotto del valore nominale.
In pratica serve per regolare la tensione sottocarico.
leo48

[gargianti]

Grazie innanzitutto per avermi risposto.
La domanda non è comunque finalizzata alla possibile realizzazione pratica di una macchina del genere. Capisco che non può esserci regolazione (lavoro nella produzione di energia, quindi molte cose le conosco già) ma quello che vorrei capire è la possibile dimostrazione che dai magneti permanenti si può spillare energia free di durata quasi illimitata. La risposta di mariomaggi la quale dice che l'energia impiegata per l'eccitazione è persa mi fa pensare che se io sostituisco il rotore con un magnete è come se utilizzassi un generatore di energia free. Come si pone il primo principio della dinamica? Torno a ripetere che non mi interessano tutte le implicazioni di carattere pratico perchè è assurdo pensare di mettere in rotazione tonnellate di magneti a 3000 giri senza poter poi effettuare la necessaria regolazione. L'argomento mi interessa per portarlo come esempio del fatto che i magneti permanenti hanno dentro di se energia potenziale che madre natura ha fornito. Si tratta solo di studiare il sistema per tirarla fuori. Del MEG e del PP non sono ancora convinto possono dimostrare questa possibilità. Sono molto fiducioso però sul PP ed attendo con impazienza la realizzazione e le prove finali che verranno fatte sul motore di Flynn che dimostreranno il tutto.

[gargianti]

Probabilmente questo thread è destinato a sprofondare sempre di più visto che ormai l'argomento è stato affrontato innumerevoli volte fino alla nausea. Vorrei solamente tornarci un attimo e provare a dare io stesso una risposta.
Prima di tutto, pensandoci bene, l'argomento, o meglio la mia domanda è posta un pò fuori luogo rispetto a quello che si vuol dimostrare. Mi spiego meglio.
I magneti ideali che dovrebbero sostituire il rotore, così come gli avvolgimenti sugli alternatori convenzionali, hanno solo il compito di generare un flusso magnetico. E' questa la condizione necessaria ma non sufficiente per generare energia o meglio di trasformarla. Ci vuole infatti anche un movimento tale da rendere il flusso, concatenato con gli avvolgimenti di statore, variabile. Naturalmente ci vuole anche energia meccanica da far girare il rotore. Ora, dato che la "presenza" del flusso magnetico è essenziale occorre che qualcosa lo generi. Posso scegliere allora o di mettere un magnete permatente al posto del rotore o di mettere degli avvolgimenti sul rotore stesso ed alimentarli in corrente continua avendo in quest'ultimo caso il vantaggio di modulare l'eccitazione in funzione della tensione che voglio ottenere in uscita (regolazione di tensione) ma è un vantaggio che pago spendendo circa 1 MW nei generatori di grossa taglia. L'impresa sicuramente ne vale la spesa.
Precisato questo aggiungo che a questo punto considererei il flusso magnetico semplicemente come un "mezzo" di trasmissione di energia elettrica. Se posso fare un'analogia immaginiamo una bicicletta senza catena di trasmissione. Possiamo pedalare a vuoto quanto vogliamo ma la ruota posteriore non si muoverà di un millimetro. Se inseriamo la catena allora possiamo trasferire energia dai pedali alla ruota posteriore consentendoci di ottenere quello che vogliamo, cioè il movimento. La presenza del flusso magnetico negli alternatori allora è come una catena o una cinghia di trasmissione. Questi non sono oggetti che hanno energia ma servono esclusivamente per trasferirla da un organo ad un altro.
In conclusione, nel caso degli alternatori, posso sicuramente sostituire un grosso magnete permanente al posto del rotore che mi fa risparmiare 1 MW, ma questo sicuramente non vuol dire che sto prelevando potenza dal magnete stesso ma semplicemente sto creando le condizioni necessarie affinchè avvenga la conversione da energia meccanica in energia elettrica.
Io credo di aver dato una risposta alla mia stessa domanda in questo modo ma sarà sicuramente poco scientifica non avendo abbastanza nozioni di fisica.
Qualcuno può dirmi se è corretto?
Poichè la mia convinzione o meglio "sensazione" che dai magneti è possibile ricavare energia free è sempre presente (l'esempio dell'alternatore non è tanto azzeccata come abbiamo visto) mi piacerebbe sentire qualche voce che lo dimostri con esempi che possiamo riscontrare nella realtà, semplicemente discutendone senza impalagarsi in realizzazioni pratiche (per quello c'è chi ci pensa). Servirebbe insomma capire e dimostrare con dei ragionamenti e congetture anche paradossali che l'energia nei magneti esiste e si può sfruttare. Sappiamo tutti che la materia è energia "condensata" nei primissimi istanti del big bang (ho letto un bel libro ultimamente) e grazie agli esperimenti sulle reazioni reazioni nucleari l'uomo è capace oggi di riconvertire una piccolissima parte di questa materia in energia. Solo una piccolissima parte che si trasforma in enormi quantità di energia, pensate. Ora, tornando al fenomeno dei magneti permanenti, non credete che l'orientamente degli infinitesimi poli magnetici sia avvenuta grazie ad una certa quatità di energia ceduta da un altro sistema esterno? Io credo di si. Quando non importa. Ora non si sa quanta energia potrebbe ricavarsi. Forse poca, forse molta, provare non costa niente però ci vuole l'idea, una come quella del parallel path ad esempio.

[Andreabont]

La tua idea è la stessa di quello che ha ideato per primo la dinamo.

Peccato che si sia scoperto che eccitando il generatore, attraverso il passaggio di corrente in magneti non permanenti, si riesca a produrre maggiore flusso magnetico, ergo maggiore ricavo di energia dalla rotazione.

Quindi, è vero che parzialmente l'energia viene usata per eccitare le bobine, ma in bilancio complessivo conviene.

Per avere lo stesso flusso magnetico probabilmente ci vorrebbero dei magneti permanenti perfetti, che in natura non si trovano.