Il più grande accumulo mai realizzato?

[Stream]

466.000 tonnellate è una enormità, fanno 4/5 grandi portaerei messe insieme

 

[tersite3]

Continuo con i calcoli.
-supponiamo che il peso citato sia corretto (non ho verificato, mi fido)
-Supponiamo che la massa sia costituita principalmente da ferro (costa poco e ha affinità con il magnetismo)
-supponiamo che la massa sia di forma toroidale. Le forze centrifughe sarebbero compensate.
Si tratterebbe di avere una ciambella di circa 15 km di circonferenza media e sezione di 4 m2 ovvero meno di 2.5 metri di diametro
Per il vuoto non dovrebbe essere un grossissimo problema: la rotazione a quella velocità potrebbe espellere buona parte dell’aria presente nel contenitore.
Rimane il problema di far galleggiare e tenere centrata una tale massa con margini di errore esigui.
Anche le dilatazioni termiche potrebbero dare fastidi non indifferenti
Ma tutto sommato non è poi troppo fuori di melone la proposta.
Naturalmente lo stesso tonnellaggio in batterie al piombo darebbe risultati migliori con molti meno problemi

 

[Ospite]

Oddio mi sono accorto adesso di aver scritto "potenza" nella seconda riga dell'altro post...

 

[Stregatto]

Chiedo scusa ma ho rifatto i conti:

2000 km/h vuol dire 2000/3.6=555 m/s.
E=1/2 mV² da cui m=2E/v²
E=20 GWh=2E10 Wh; x3600=7.2E13 J
m=2x7.2E13/555²=308580 kg questo mi pare un peso più realistico

con un tunnel di 5 km di diametro e una velocità di 555 m/s l'accelerazione centrifuga è V²/R=555²/2500=123.4 m/s²=12.6 g
per cui il treno in curva esercita sulle pareti del tubo una forza di 3884 t.
Ce la faranno le pareti del tubo a resistere ?

L'idea comunque mi pare buona. Basterebbe ripartire la massa circolante in tanti piccole masse, che occupano tutto il tubo e quindi spingerebbero meno sulle pareti. Le piccole masse potrebbero essere magneti messi in movimento da campi magnetici esterni.
Chi ce la fa a mettere in piedi un progettino ?

 

[Stream]

In effetti 400.000 ton era un tantino enorme (so che è il peso di alcune dighe)

 

[renatomeloni]

Ciao a tutti.
Boh, a me invece l'idea non mi pare realizzabile con un rapporto costi/benefici accettabile!!
Se poi si considerano anche TUTTI gli interventi di manutenzione/gestione di tutto l'ambaradan.......ancora meno.
Tra l'altro, se gli accumuli con super volani sono in via di estinzione ci sarà un motivo, no??

Saluti

 

[richiurci]

sarà, ma se io rifaccio il conto di stregatto:
m=2x7.2E13/555²=308580 kg

continuo a ottenere 467494 tonnellate....poco diverso da prima (dipenderà dalle cifre decimali utilizzate)

 

[levyrameg]

Tra l'altro, se gli accumuli con super volani sono in via di estinzione ci sarà un motivo, no??

Non sono in via d'estinzione, hanno applicazioni di nicchia, vedi appunto beacon power o sistemi UPS batterie + volano. Diciamo che un volano può essere utilizzato a supporto delle batterie per gestire velocemente carichi/accumuli variabili e picchi di potenza.

 

[Stream]

Non sono in via d'estinzione, hanno applicazioni di nicchia, vedi appunto beacon power o sistemi UPS batterie + volano. Diciamo che un volano può essere utilizzato a supporto delle batterie per gestire velocemente carichi/accumuli variabili e picchi di potenza.

Potrebbero essere usati per stabilizzare l' output delle turbine eoliche di grande taglia?

 

[Curious]

m=2x7.2E13/555²=308580 kg

Stregatto il risultato è sbagliato, quello corretto è 467.494.521,55 kg. Se il corpo fosse in ferro il suo volume sarebbe di quasi 60.000 m^3 e se fosse un toro con raggio di 2.500 m il raggio del tubo sarebbe di quasi 1,103 m, ma il video mostra che non sarebbe un toro quindi quest'ultima grandezza sarebbe maggiore. Il valore della forza centripeta necessaria al moto circolare del corpo dotato della suddetta massa è 467.494.521,55 kg * [ (555,56 m/s)^2 / 2.500 m] = 5,772*10^10 N, che è pari al peso di un corpo di massa 5,886 10^9 kg cioè 5.886.000 t.

Preciso che 5,772*10^10 N è il valore della forza centripeta che dovrebbe essere esercitata sul corpo quando l'energia contenuta nel sistema fosse massima e quindi la velocià del corpo in moto circolare fosse massima. Durante l'erogazione di energia la velocità del corpo decrescerebbe pertanto la forza centripeta necessaria sarebbe minore.

 

[carrara_54031]

secondo me ci sarebbe la possibilità di accumulare enormi quantità di energia e capace di erogare grandi potenze, dell'ordine di gigawatt, che magari non sarà istantanea, ma disponibile in brevissimo tempo.
anche sull'immediatezza dell'erogazione si potrebbe ovviare con alcuni accorgimenti gestionali.
il tutto con una tecnologia ben conosciuta e normalmente applicata in ambito industriale, sembrerebbe praticamente l'uovo di colombo.

passando attraverso una conversione termodinamica non avrebbero i rendimenti che hanno i grandi sistemi di accumulo basati sul pompaggio di grandi masse di acqua su bacini in quota per produrre energia in caso di necessità.
io tanti anni fa ho visto l'impianto di roncovalgrande sul lago maggiore con oltre 1000 megawatt di potenza e un rendimento complessivo nel ciclaggio del carico del 72%
quello che ho in mente non avrebbe tale rendimento, ma non sarebbe neanche così costoso e si potrebbe mettere dovunque.(l'impianto di pompaggio generazione costa costa come o più di una centrale nucleare di pari potenza e lu puoi fare solo dove il territorio lo permette, cioè in montagna e un po' lontano da dove servirebbe)

 

[levyrameg]

Potrebbero essere usati per stabilizzare l' output delle turbine eoliche di grande taglia?

Si, è una delle applicazioni possibili. Risolve un discreto numero di problemi.

 

[Curious]

Io se sapessi come si fa calcolerei la tensione interna al materiale per via della accelerazione centrifuga, per vedere se non si sbriciola;

Se con tensione interna al materiale intendi carico di rottura a trazione, secondo quanto indicato nel primo documento linkato da Stream si tratta del prodotto tra l'energia specifica del corpo in rotazione (rapporto tra l'energia accumulata in esso e la sua massa) e la densità del materiale di cui è costituito. Ipotizzando il corpo in ferro, perché abbia buone proprietà magnetiche e non costi un'occhio della testa, durante il massimo accumulo di energia avremmo ( 7,2*10^13 J / 467.494.521,55 kg ) * 7.800 kg/m^3 = 1,201 GPa, che è quattrocento volte il valore sopportato dal materiale quindi col ferro non funzionerebbe.

 

[renatomeloni]

Ciao Curious...

Quindi che materiale resistente, magnetico ed economico si potrebbe utilizzare???

Saluti

 

[Stream]

Si deve per forza realizzare un unico volano per ottenere certe potenze oppure si può creare un array come già ne sono in funzione?

 

[Curious]

Ciao renatomeloni, purtroppo non sono sufficientemente esperto per risponderti: per fare i calcoli che ho riportato sono sufficienti nozioni basilari di fisica ed io solo quelle ho. Per una semplice referenza ho dato un'occhiata a questa tabella ma non vi ho trovato alcuna sostanza ferromagnetica con carico di rottura a trazione sufficiente. Magari una abbastanza resistente e ferromagnetica c'è, ma non mi stupirei fosse molto costosa. Poi sono convinto che con un'opportuna ricerca se ne troverebbe una di sintesi che soddisfi tutte le caratteristiche, come stanno facendo per le celle fotovoltaiche organiche (utilizzano il calcolo distribuito volontario per capire quali siano le sostanze con le caratteristiche desiderate da creare poi in laboratorio), ma ci vorrà tempo e non so di alcun progetto di questo tipo in atto.

Stream, immagino che sia più semplice ma più dispendioso creare più volani piccoli che uno grande. Cmq nel primo documento che hai linkato parla proprio dell'installazione di più volani nello stesso sito.

P.S. Ho letto gli ultimi paragrafi dell'articolo linkato da Stream e sono rimasto amareggiato nel vedere che decenni fa si auspicava il perseguimento di certi sviluppi tecnologici che avrebbero evitato l'insorgere di vari prolemi ma poi questi sono stati ignorati ed ora dobbiamo affrontare tali problemi.

 

[Curious]

Naturalmente lo stesso tonnellaggio in batterie al piombo darebbe risultati migliori con molti meno problemi

Secondo quanto riportato dal primo documento linkato da Stream questo non necessariamente è vero perché l'energia specifica dell'acciao Maraging, una lega di ferro ed altre sostanze in cui la prima conta al più per il 60% della massa, è di 48*3600 J/kg mentre quella delle batterie al piombo varia tra 20*3600 e 30*3600 dove il valor medio è 25*3600 ed il 60% di 48*3600 è 28,8*3600, quindi se l'energia specifica del ferro fosse il 60% di quella dell'acciaio Maraging (è un tanto al chilo, me ne rendo conto, ma è indicativo) allora sarebbe maggiore di quella media delle batterie al piombo: a parità di massa col ferro si accumulerebbe più energia che col piombo ed a parità di energia accumulata col ferro servirebbe meno massa che col piombo cioè i risultati migliori si avrebbero col ferro (o cmq, dato che per il piombo ho usato una media, il piombo non avrebbe un vantaggio schiacciante). A meno che nel frattempo le batterie al piombo non siano migliorate drasticamente.

 

[carrara_54031]

siamo sicuri di quello che si dice?
sento parlare di volani in rotazione, quindi che dovrebbero accumulare energia cinetica e poi sento citare proprietà ferromagnetiche, che cosa c'entrano.
poi vedo fare calcoli sulla resistenza del materiale e non vedo citare nessun carico di rottura, tanto meno non capisco come si faccia un calcolo prescindendo dalla geometria del volano e la velocità alla quale deve girare.
se mi date le misure ve lo calcolo io.
nessuno ha pensato a quanto potrebbe pesare in funzione dei giri e dell'energia da accumulare? oiltre al peso avete mica pensato a come dovrebbeero essere fatti i cuscinetti?
si immagina una sospensione magnetica?

 

[Curious]

Come puoi vedere tu stesso non ci sono molti dati nell'articolo linkato ad inizio discussione quindi non ti possiamo dare un bel niente perché tu faccia i calcoli opportuni. Per avere semplicemente un'idea grossolana del tutto si è finto che il treno-batteria fosse lungo come tutto il tunnel che lo conterrebbe quindi fosse simile ad un corpo di forma toroidale ed assomigliasse ad una ruota a corona pesante, si è finto anche che fosse costituito di una sostanza ferromagnetica per essere sospeso ed accelerato senza alcun contatto; poi lo sappiamo che un corpo in grado di fluttuare su un binario grazie alla forza di Lorentz non necessariamente è fatto per intero di ferro o simili (ma basta che contenga opportuni magneti) ma stiamo semplificando al massimo, solo per avere una vaga idea. Così si può calcolare il carico di rottura a trazione di un ipotetico titanico volano utilizzando la formula indicata nell'articolo della rivista Le Scienze linkato da Stream che non fa riferimento alla geometria del corpo (c=2*d*E_s con c carico di rottura a trazione, d densità ed E_s=E/m energia specifica, dove E è l'eneria accumulata dal volano ed m la sua massa) e vedere se il materiale di cui abbiamo finto fosse costituito il volano non si disintegrasse. Se cmq vuoi vedere sta benedetta velocità angolare il suo valore massimo sarebbe di 0,22 rad/s, ottenuto da ( 2.000 km / 1 h ) / 2,5 km = (400/pi)*2*pi rad / 3600 s.

 

[mariomaggi]

L'Italia e' il paese che ha il record mondiale di capacita' totale di sistemi di accumulo inutilizzati. Mi riferisco ai tanti bacini idrici che mandano acqua a turbine e alternatori, che possono invertire il funzionamento usando l'energia elettrica disponibile per pompare acqua nel bacino in alto. Non hanno rendimenti altissimi, ma abbiamo gia' questi sistemi disponibili gratis. Forse basta una verniciatura e una revisione, poi possono ripartire, ammesso che alla comunita' interessi fare l'accumulo.
Ciao
Mario