aria compressa come vettore energetico

giovedì 19 marzo 2009



in questo blog, cerchero' di evidenziare alcune informazioni necessarie ,
e fare in modo di avere una chiara idea su come si produce, che resa ha, e come e' meglio trattare l' aria compressa ,
ed, in modo che sia chiaro il piu possibile quali siano i limiti (pochi) e i pregi del vettore energetico aria compressa.

gia' dall incipit, vi capisce che l'aria compressa e' un vettore energetico, e quindi non una fonte.... ma per sapere la resa , partiremo dalla conversione in aria compressa partendo dall acqua.
nell esempio della scheda sara' un bacino a 300 mt di altezza, che quindi potra' usare 30 bar di pressione

NB: quando parlero' di acqua usero' BAR,
mentre quando parleroì di aria compressa usero ATM

in questa tabella vi e' la progressione del diametro dello stantuffo, che spinto da 30 BAR di pressione, dovra' bilanciare la pressione sul pistone di compressione di 2000cm2 (D 500mm):
DIAMETRO
per esempio, a un atmosfera il pistone opporra' 1Kg a cm2 , cioe' 2000KG;
lo stantuffo dovra quindi essere di 67cm2 di superfice della sezione...
a 2 ATM , l'opposizione sara' di 4000Kg, quindi lo stantuffo 134cm2 e cosi' via...
CORSA
la corsa totale dello stantuffo sara' diviso l' atmosfera ++1, meno la corsa gia' effettuata nella compressione precedente...VEDI TABELLA
NELL ESEMPIO qui sopra, risulta che:
usando 50lt di acqua a 30 BAR , si ottengono 14 Lt di aria compressa a 30 ATM
quindi con 100Lt di acqua = 28 Lt di aria compressa.

ma manca ancora la forza necessaria per far fuoriuscire l' aria dal cilindro al serbatoio di accumulo, ma lo vedremo dopo, perche servono altre considerazioni.

TURBINANDO 28 Lt di aria compressa a 30 ATM, in vece dei 100Lt di acqua a 30 BAR, avremo una resa del 14%, perche naturalmente l' aria compressa , andra' da trenta ATM a 0 ; quindi sara' diviso 2.

QUESTO sembrerebbe uno svantaggio, mentre invece e' uno sbaglio, perche' ora daro' la prima indicazione che deve essere un MUST!

l' aria compressa deve essere turbinata a cascata, cioe' con turbinaggi a varia pressione ogni 1/3 ( cioe' a100, a 30, a 10, a 3 e ad 1 ATM),e permettere l' assorbimento di termica dall esterno, mettendo un dissipatore tra le sezioni che sono tra una turbina e l' altra


in questo disegno vi e' raffigurato un sistema migliore per avere un efficenza superiore nell accumulo e resa di energia dal vettore aria compressa....
quando noi immettiamo A/Comp , l' acqua sale nel bacino, e quindi la volumetria varia, mentre la pressione resta sempre compensata , cioe' nella misura di un atmosfera ogni dieci metri di dislivello tra il pelo dell acqua del bacino, e il pelo dell acqua del serbatoio

naturalmente per immettere i 28 litri prodotti con cento Lt di acqua , serviranno un TOTALE di 128 Lt di acqua. ma...

PRIMOla meccanica che serve a riconvertire l' energia potra' essere fissa, e quindi non dover variare con il variare della pressione di un serbatoio STAGNO tradizionale


in questo esempio, nel disegno , vi e' descritto come ottenere dei serbatoi ad alta pressione stabilizzata, pur non avendo sufficente dislivello da usare.
praticamente si moltiplica il dislivello per tante volte quante e' necessario per avere la pressione di esercizio desiderata.
NATURALMENTE, si dovra avere un galleggiante sui serbatoi, e questi dovranno attivare i compressori per inserire A/Comp , quando questi saranno sopra la soglia
oppure per togliere quando questi segneranno sotto la soglia....
sara' possibile anche travasare tra i serbatoi;
questo inpianto NON HA FUNZIONE PRODUTTIVA, NE DI CONVERSIONE
ma solo un ruolo di STATICO di stabilizzazione della pressione
LA CAPACITA' ENERGETICA DELL'ARIA COMPRESSA
se pur limitata...
a 30 atm = 3 watt a litro
a 100 atm = 13 watt a litro
quindi la resa equivalente a un litro di gasolio, in motore (che spreca molto!!)

sara' di circa 1500 lt a 100 atmosfere = per un litro di gasolio

questo apparente svantaggio , si potra' evitare se si considera la

funzioni ((3)) che l' ARIA COMPRESSA POTREBBE SVOLGERE

((1))NAUTICA:
innanzi tutto in una barca, il serbatoio, non deve essere soggetto a limitazioni di volume, ptrebbe essere di 10 000 Lt o piu....
sara' possibile anche utilizzarla in conformazione HIBRID, con un motore elettrico brushless sull albero, e con l' utilizzo della termica del motore trdizionale per aumentare la resa...
quindi nella nautica, potrebbe entrare in modo da fornire una valida alternativa, considerando anche che:
l'acqua scambia (e, scalda) molta piu termica dell aria, e che
il sottoprodotto FREDDO, potrebbe essere utile nella conservazione del pescato.

((2))RECUPERO di ENERGIA IN FRENATA
usando un dispositivo come quello linkato qui:

http://www.managingautomation.com/maonline/news/product/read/Parker_Hannifin_Rolls_Out_its_RunWise_Energy_Recovery_Drive_System_at_Waste_Expo_2006_18408?page=2

ad ogni frenata si puo' recuperare l' energia , con un efficenza del 83% , facendo due conti 0.5 x massa x velocita'(Mt/sec) al quadrato....
un veivolo di 2000Kg a 108 Kmh : 0.5x 2000 x(30 x 30)= 900 000 Joule
e dato che un kWh e 3 600 000 J , ad ogni frenata si risparmia un quarto di kWh;
ma se lo scarichiamo in 18 secondi, in partenza , da 900 000J
avremo una potenza recuperata di : 50 kWh.

praticamente , in ambito urbano un autobus consumerebbe il 60% in meno, riempiendo e svuotsndo il serbatoio piu e piu volte!!
molto utile anche nei camion da cava (4 assi) e nei mezzi per i rifiuti....
((3)) CAMBIO tra rete gas e rete ad aria compressa:

e' vero che il metano, ha costi e quindi SEMPLICISTICAMENTE SEMBREREBBE avere rese ECONOMICHE maggiori, ma l' energia viene venduta e pagata in rapporto alla resa in kw, e, NON perche si chiama METANO...

la rete ad ARIA COMPRESSA, rendera' di piu' perche:
potra' essere rifornita in MOLTI PUNTI iniettando il vettore energetico A/C, per compressione!

ne risulta quindi, che le pompe a pressione d'acqua CONVERTONO in ENERGIA, e immettono in rete A/C , mentre i serbatoi sono in funzione equalizzatori e stabilizzatori!, DATO che l' accumulo dell energia, avviene in forma di MASSA d' ACQUA!!

mentre: in rete GAS,le pompe intermedie CONSUMANO , e,il VETTORE ENG c1h4, proviene da un unica via di rifornimento; lo STORAGE si comporta da:...... POLMONE ACCUMULATORE CARRYER; dunque, gli impianti a metano sono usati in PART TIME, perche'a cicli stagionali, non lavorano in continuo e, in + sono monodirezionali ! SICURAMENTE la rete gas E' poco funzionale!!


il fatto di poter mettere in pressione in tanti punti della rete, il fluido A/C
permette di limitare in modo DRASTICO la perdita di carico del fluido stesso,avendo un REFILLING sul punto di prelievo, dai due lati;
su base della FISICA fluido-statica!

se ho rifornimento a un capo della conduttuta (gas), posso prelevare l' eqivalente alla sezione,
mentre se immetto in dieci punti ARIA/COMP posso arrivare a un prelievo di dieci!!

aggiungo, che perallelamente alla tubatura a 30atm, dovrebbe correre anche la 3 atm; questo permetterebbe ulteriori INIEZIONI e refill sui tratti,
mediante conversione con forza elettrica

VI propongo, di vedere L'APPLICABILITA' di queste cose anche in sud america, india, cina ecc...LAVORI in CORSO!!

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