E' passato un anno e mezzo da questo post...
Lo riapro allegando la discussione finale di un altro post meno visibile, così, magari mi dite cosa ne pensate:clapping:
..."Il serbatoio ideale da me configurato, un equilibrio tra perdite e capienza energetica per essere utilizzato nella realtà, averbbe una capienza di 1 m^3 ossia 1000 litri, ovvero 70,85 Kg di idrogeno, ovvero 70,85 kg * 141,8 MJ/kg = 10039,44 MJ ovvero 2788,3 Kwh Termici stoccati.
Primo: perchè considero HHV e non LHV? Beh considerando che l'idrogeno è il combustibile con la forbice più ampia tra HHV e LHV utilizzare una normale caldaia per bruciarlo saprebbe di bestemmia... Tanto più che la caldaia la dobbiamo aggiungere ad Hoc...
Secondo: Sarebbero sufficienti 2800 KwH termici per scaldare un'abitazione media? NO ovviamente ma....
Dobbiamo considerare che quei 2800 sarebbero i Kwh stoccati in estate. Il nostro impianto fotovoltaico continua a produrre anche in inverno.
Ad esempio: Un impianto da 6 Kwh ( niente campi da calcio) con un'ipotesi di 1300 Kwh per Kwp, con un totale di produzione di 7800 Kwh/anno, ha una produzione nei mesi a caldaia accesa ( da metà Ottobre a metà Marzo) di circa 2500 Kwh.
Ora, Circa 1200 Kwh andrebbero usati, con l'ausilio del pacco batterie per sopperire ai consumi elettrici. Ne rimarrebbero 1300. Tolta l'efficienza dell'elettrolizzatore ( 75%) ne rimarrebbero poco meno di 1000 (975 kwh) A questi 975 dovremmo togliere qualche altro Kwh per l'efficienza della FC quando il pacco batterie non basta. Nella peggiore delle ipotesi altri 97,5 Kwh perchè la FC ha un'efficienza del 90%.
E perchè 90% e non 50%? Beh siamo d'inverno e l'acqua calda prodotta dalla FC la utilizziamo. Eccome se le utilizziamo!
Quindi ricapitolando avremmo circa 2800 Kwh stoccati e altri 900/1000 prodotti. Totale ( siamo ottimisti) 3800 Kwh termici.
Ancora poco certamente ma....
Consideriamo che una casa in classe D da 100 Mq ne utilizza 10000 e una casa in classe A 3600. Volendo potremo fare un impianto e un sistema di stoccaggio più grandi; ma ne vale la pena? Le case, come gli elettrodomestici, vanno verso una migliore efficienza energetica; tra 2 anni cambieremo il frigo, ogni anno le lampadine, tra 5 magari la TV e poi la lavatrice. Tra 10 metteremo il cappotto termico e gli infissi nuovi... etc etc etc.
Piano piano, il consumo elettrico diminuirà, liberando altra energia per il consumo termico. E il consumo termico diminuirà anch'esso.
Il metano c'è comuque, ancora per qualche anno. Starà a ciascuna famiglia prendere le proprie decisioni, in base anche alle possibilità economiche, ovviamente, ma la possibilità, per una casa in classe A da 100 Mq ubicata in mezzo al paese, di essere COMPLETAMENTE indipendente è già reale... figuriamoci in Sicilia.
Scusa, mi chiederete, ma i consumi per mantenere 1000 L di H2l? e per produrli?
Acceleriamo.... "
..."Parliamo prima del serbatoio: Il nostro serbatoio da 1000 L.
Come sicuramente sapete, per sfruttare correttamente il ciclo Linde per liquefare l'idrogeno, bisogna portarlo a -80 C° prima della valvola J-T, altrimenti, invece di raffreddarsi durante l'espansione, si scalda.
Per fare questo l'drogeno in pressione normalmente passa in uno scambiatore di calore a bagno nell'azoto liquido ed è esattamente quello che faremo anche noi, unendo l'utile al dilettevole :devilred:.
Il nostro serbatoio da 1000 L è composto da una sfera di raggio di 62 cm. Idrogeno contenuto in una sfera di 1 cm di spessore di PE-UHMW ( per il momento teniamolo, casomai lo sostitueremo con l'adatto acciaio). 63 cm. Aggiungiamo 2 cm di vuoto assoluto. 65 Cm.
Poi un'altra sfera di 1 cm,( sempre PE-UHMW) poi uno spazio di 1 cm riempito di azoto liquido.Chiudiamo l'azoto con un'altra sfera da 1 cm e siamo a 68 cm. altri 2 bei cm di vuoto e infine il nostro involucro esterno di ferraccio dipinto. Totale 71 cm o una sfera di 1,42 m di diametro.
Immergiamo sottoterra la nostra sfera ( radiazione solare....) dentro un bel tombino di cemento con coperchio e riempiamo il tutto di banale H2O liquida.
Sopra il tombino a qualche cm dal suolo, una piccola tettoia piramidale di materiale riflettente; con un buco in cima.
Questi accorgimenti, più quello che vi dirò, faranno si che la nostra sfera esterna sia immersa in un bagno d'acqua a temperatura costante di circa 4 C° anche nei mesi più caldi. Sicuramente in ghiaccio in quelli più freddi, ma a noi interessano i caldi.
Già avrete notato una cosa: 3 strati di PE-UHMW e uno di ferro. Più acqua. Tettoia col buco in caso di perdite. Ma della sicurezza parleremo più avanti.
Torniamo alle perdite per irraggiamento. Quelle più importanti.
Considerando la formula prima postata, i dati da prendere in considerazione per irraggiamento sfera in ferro-contenitore azoto sono:
raggi delle sfere:70cm interno sfera esterna, 68 cm esterno prima sfera interna. T esterna 278 k, T interna 77,35 K .
Rifacendo tutto i calcoli ( che vi risparmio, ma se volete controllare mi fate un piacere) sono 20 W di potenza trasmessa.
Che copriremo. poi vi dico come.
Passiamo ora al calcolo di evaporazione dell'idrogeno: dati: raggio interno sfera azoto 65 cm; esterno idrogeno liquido 63 cm.
T azoto 77,35 T idrogeno 20,2. Rifacciamo tutto di nuovo e mi viene una potenza trasmessa di 0,1 W.
Che corrispondono a 8,540 KJ al giorno e dato che l'entalpia di vaporizzazione è 0,45 KJ/mol a 19,2 moli evaporate al giorno o 0,21 M^3 di idrogeno al giorno che dovremo rimadare nel ciclo di liquefazione. Solo nei mesi estivi, perchè d'inverno se evapora la bruciamo.
Possiamo considerarla quasi trascurabile? Ditemi voi
Parliamo ora di quei 20 W per mantenere azoto liquido a 77 k.
Usando questo o un suo simile:
Sunpower Inc. - CryoTel® GT avremo tutta la potenza di raffreddamento necessaria per: sopperire all'irraggiamento/conduzione/convezione per mantenere l'azoto E ( ma qui ancora i calcoli non li ho fatti, anzi se volete darmi una mano :cuore:...) abbassare la temperatura dell'idrogeno per la liquefazione.
Voi direte: guarda che il lift a 77 k è 15 W. Vero: ma avete visto come si alza il lift passando da una temperatura di raffreddamento del cryocooler da 45 C° ( 11 W lift ) a 10 C° ( 15 W lift). E se noi lo raffreddassimo con l'azoto evaporato? A diciamo -100 C°?
Faccio notare inoltre che tutto l'azoto evaporato lo faremmo circolare con una serpentina nell'acqua esterna al serbatoio, dopo essere passato dal cryocooler. Ci sono ancora tutti i conti da fare.
Ah; questi affarini durani mediamente 30 anni con funzionamento 24/24 365 giorni l'anno. E consuma 240W. Quante ore dovrebbe stare acceso per sopperire ai 20 W di irraggiamento? Qui potreste darmi una mano
Passiamo ora alla produzione dell'idrogeno...
Comunque tralasciamo per un'attimo le perdite, che credo, a occhio, possano essere contenute senza pregiudicare il progetto e prendiamo per buono il dato del 30 % per l'energia spesa per la liquefazione dell'idrogeno.
( pausa, sono 4 ore e mezza che scrivo. Riprendo nel pomeriggio.)..."
..."Ariecchime, bello bombato di caffè proseguo col mio delirio.
Dicevamo: riprendendo il nostro esempio dell'impianto da 6 KwP abbiamo già detto come coprire i consumi elettrici dei mesi bui, stimati in circa 1200 kwh. Quindi quei circa 2500 kwh prodotti d'inverno andrebbero a coprire i consumi eletrrici e parte dei consumi termici; con efficienze variabili a seconda dell'intesità di utilizzo della nostra cella FC.
A proposito dell FC. Ovviamente non si tratterebbe di installare un'altro apparecchio oltre all'elettrolizzatore poichè questo ( compreso quello dell'Acta che sto prendendo ad esempio, anche per le efficienze) funziona in entrambi i versi. Ed è evidente che funzionerebbe da elettrolizzatore ( di giorno, d'estate impianto fotovoltaico che produce no utilizzo della FC) e in tempi diversi da FC ( di notte, d'inverno, impianto fotovoltaico non produce possibile utilizzo FC); risparmiando costi e complessità al sistema.
Torniamo alla produzione di idrogeno.
Ipotizziamo che la casa in questione abbia un consumo standard di 3000 Kwh elettrici; 1200 ne abbiamo già tolti per il consumo invernale; altri 1000 possiamo tranquillamente stimarli come direttamente utilizzati dall'impianto fotovoltaico e i rimanenti 800 con l'utilizzo del pacco batterie:
Quindi ricapitoliamo: produzione 7800 kwh: togliamo 1000 di utlizzo diretto, 900 di utilizzo con pacco batterie ( 800 + 100 per le conversioni AC/DC e perdite) e 2500 già utilizzati d'inverno per coprire i consumi elettrici e parte dei consumi termici.
7800 - 1000 - 900 - 2500 = 3400 Kwh rimasti.
Ora considerando un consumo stimato del 30% per la liquefazione riusciremmo a stoccare 2380 Kwh in idrogeno liquido, poco meno della capacità del nostro serbatoio. E vero che l'elettrolizzatore ha un efficienza del 75%, ma è anche vero che il 30% da noi considerato parte dal presupposto che partiamo da una pressione di H2 gassoso ( 1 bar) e arriviamo alla stessa pressione di H2L, mentre l'elettrolizzatore in questione ti butta fuori idrogeno a 100 Bar quindi sarebbero da fare i calcoli complessivi. Allo stato attuale della mia ricerca non sono in grado.
In buona approssimazione però si può dire che un impianto da 6 kw copra completamente i consumi elettrici e dia tra i 2200 e i 3300 kwh termici disponibili. Inoltre un serbatoio di quelle dimensione permetterebbe di gestire eventuali inverni caldi con basso consumo termico ed anni particolarmente produttivi per il fotovoltaico.
Altre considerazioni di massima ancora da analizzare:
Il consumo per lo stoccaggio e produzione andrebbe calcolato solo per 6/7 mesi all'anno. D'inverno non vi è necessità nè di liquefare ne di abbassare la temperatura dell'azoto. Usiamo tutto l'idrogeno prodotto.
Il Cryocooler risulterebbe funzionante almeno per il 60% del suo tempo con l'impianto fotovoltaico "acceso" quindi diminuendo l'idrogeno prodotto per eccesso di produzione e con una massima efficienza di conversione.
Non ci sarebbe necessità di andare a riempire l'intercapedine con azoto liquido, ci sono filtri che costano pochi euro e fanno passare solo azoto con un grado di purezza intorno al 99%. A liquefarlo ci pensa il cryocooler.
Il fatto che l'impianto fotovoltaico non funzioni 24/24, cosa che è solitamente il suo tallone d'achille, dà il tempo al cryocooler ( di notte) di andare a liquefare nuovamente l'azoto evaporato per il ciclo Linde/mantenimento, senza avere necessità di sovradimensionare l'apparecchio.
Seppure ridotto, esiste anche un consumo di acqua calda sanitaria anche d'estate. Ovviamente andremo ad utilizzare l'idrogeno evaporato per irraggiamento. Riducendo le perdite ed evitando di dover comprare altri apparecchi per il consumo di acqua calda ( pannelli solari ad esempio).
Ecco indicativamente sono arrivato qua.
Adesso potete dirmi le Vostre opinioni. Grazie dell'attenzione:wub2:..."
https://www.energeticambiente.it/ri...-lo-stoccaggio-di-idrogeno-liquido-dubbi.html
Aggiungo questo link su un altro post da me aperto: se i dubbi vengono confermati bisognerebbe dimezzare i consumi per irraggiamento ( da 20 W a 10 W) e evaporazione idrogeno.
cry
è pur vero però che si sta ipotizzando lo stoccaggio del fabbisogno annuale, la metà dovrebbe probabilmente bastare per cui.... 
