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Titolo: Il solare termodinamico non rende il massimo nel deserto

C'e' questa convinzione tra i dilettanti sul tema, che il
solare termodinamico renda il massimo nel deserto.
 
Non e' cosi' sicuro, se nel deserto in  questione non c'e' acqua
in abbondanza (per esempio il mare o un fiume, tipo il Nilo).
 
L'efficienza massima teorica di un processo termodinamico e' dato
dal limite di cui al teorema di Carnot, che si basa sulla temperatura
di ingresso del ciclo e sulla temperatura d'uscita del ciclo.
Maggiore e' la differenza di queste due temperature, maggiore e'
l'efficienza massima possibile.
 
Se la temperatura di ingresso e' data (ad esempio, nel solare
termodinamico puo' essere di 400 Celsius o di 550 Celsius, nelle
due implementazioni piu' frequenti), l'efficienza finale dipende
dalla temperatura d'uscita.
 
Essa e' la piu' bassa in assoluto se il raffreddamento e' possibile
tramite un corpo d'acqua, il mare, un fiume, perche' la temperatura
puo' essere abbastanza vicina (di pochi gradi superiori) a quella
del corpo d'acqua. Che e' una temperatura che anche in un clima
caldo raramente supera i 30 Celsius.
 
La seconda modalita' migliore di raffreddamento del ciclo
termodinamico si ha con le caratteristiche torri di raffreddamento
(che non sono solo del nucleare, precisiamo), che sfruttano
l'evaporazione dell'acqua, potendo quindi fare a meno di un
corpo voluminoso d'acqua, ma in compenso consumano acqua per
evaporazione. Nel passare dal raffreddamento diretto a quello per
evaporazione, una centrale elettrica perde tipicamente un 2%-5%
di efficienza perche' occorre energia ausiliaria per pompare
l'acqua nelle torri e la temperatura finale e' un po' piu'
alta.
Il consumo d'acqua e' dell'ordine fino a 3 litri evaporati per
ogni kW*h elettrico generato. Se l'acqua e' sporca, occorre anche
di piu', perche' e' necessario una fase periodica di lavaggio
del sistema.
 
Nel deserto ovvero dove non c'e' acqua a disposizione, si puo'
utilizzare il raffreddamento ad aria. Il consumo complessivo
d'acqua della centrale si riduce ad un 10% rispetto al caso
delle torri di raffreddamento evaporative, ma si ha un notevole
consumo di energia ausiliaria per fare girare potenti ventilatori
ed inoltre, la temperatura minima non puo' mai scendere sotto
quella ambiente. Che in zone desertiche e' sicuramente piu'
alta (di giorno) di quella di eventuali corpo d'acqua, anche
fino a 50 Celsius ed oltre. E questo peggiora l'efficienza secondo
la formula di Carnot:
 
Efficienza di Carnot EC = 1 - (Tu/Ti)
 
(dove Tu = temperatura uscita e Ti = temperatura ingresso, ambedue
in gradi Kelvin)
 
Ad esempio, con Tu = 25 Celsius e Ti = 550 Celsius, si ha
 
EC = 1 - (25+273.16/550+273.16) = 63.8%
 
Ovviamente nella realta' si ottiene molto meno, ma il numero EC
e' utile quando vogliamo confrontare le condizioni di partenza.
 
Se invece la Tu = 50 Celsius, si ha:
 
EC = 1 - (50+273.16/550+273.16) = 60.7%
 
Si puo' vedere che si perde un 3 punti solo per questo. Si aggiunga
poi i consumi di energia ausiliari per i potenti ventilatori,
e si perde fino a 5 punti. Come dire che se l'efficienza reale
e' ottenuto nel primo caso e' del 37%, con il raffreddamento ad
aria si crolla al 32% di efficienza reale complessiva.
 
E questo vale anche per le centrali solare termodinamiche.
 
E quindi una centrale termodinamiche in terreno non desertico,
ma con a disposizione uno specchio d'acqua adeguato per un
raffreddamento diretto, puo' benissimo avere la stessa resa
di una centrale termodinamica in una zona desertica, dove la
maggiore captazione solare si paga con il raffreddamento ad aria.
 

EC = 1 - (25+273.16/550+273.16) = 63.8%
 
Scusa, ma visto che sei sempre così pignolo, la formula esatta è
 
	1 - ((25+273.16)/(550+273.16))
 
e così ti viene 63.8%.
 
Se fai  1 - (25+273.16/550+273.16), ti viene -2738966.6% :-D
 
Comunque, ci sono due possibilità interessanti in parecchie zone desertiche:
quasi il 15% del Sahara è raggiungibile da canali che immettono dal mare con
costi contenuti (non c'è bisogno di allagare la depressione di Qattara). Per
quanto l'uso di acqua salmastra sia molto più difficoltoso, un sottoprodotto
interessante è l'acqua dolce.
 
Mentre un 40% del Sahara (in parte sovrapposto al 15% vicino alle coste e in
piano) l'acqua ce l'ha... sottoterra.
 
https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2133339/Massive-underground-reserves-water-Africa.html
 
 
Anche lì, estrarla ed evaporarla potrebbe avere ricadute interessanti.
 
Leonardo
-- 
 
"You all presumably know why" :-) :-(

 piano) l'acqua ce l'ha... sottoterra.
 
Lo so, ma suppongo che ci sia un uso migliore (coltivazioni ? il deserto 
se viene bagnato e' fertile) che sia usarlo come fluido
raffreddante.
 
...snip...
 

raffreddante.
 
Non necessariamente: se c'è un uso migliore, ma non viene fatto, è come se non
ci fosse.
 
Mentre impostando l'estrazione per l'uso di raffreddamento, ci sta che poi una
parte possa essere recuperata.


 
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 

 tramuta la sabbia in un abrasivo.
 
a proposito di vento : l'azione congiunta di un ciclo di 
siccità lunghe e ripetute unite a forti venti è stato 
constatato in zone PRIMA AGRICOLE negli USA prima della WWII 
(fenomeno delle DUST-BOWL).
I terreni coltivati sono stati persi per sempre e non hanno 
avuto la capacità di rigenerarsi nel lungo termine.
 
Altre zone (come nelle isole vulcaniche) ospitano specie con 
capacità colonizzatrice, in grado in pochi lustri di 
ricolonizzare direttamente le colate laviche. Il suolo 
lavico spesso è molto ricco in potenza non essendo mai stato 
DILAVATO in precedenza, e tende ad avere molto potassio e 
ferro "ferroso" (molto più solubilizzabile del ferro 
ferrico, tipo quello di Hyers Rock).
La pioggia quindi lì è benefica perché ci sono già utenti 
autoinstallanti che ne fanno buon uso.
 
L'azione di acqua sui soli feldspati (rocce ignee) porta a 
caolinizzazione (lentissima) con perdita di tutto il sodio e 
potassio (e parte del calcio) e concentrazione di silice e 
silicati di alluminio.
Su rocce pesanti come le olivine, oltre a ciò, si verifica 
col tempo ossidazione a sabbia/argilla e "ruggine". Il ferro 
III è utilizzabile solo in suoli già di loro molto humici e 
abbastanza acidi, diversamente no, è inerte.


 ..TRATTENERE l'umidità stessa sia schermando il suolo con ombreggiatura
...
 
Un campo solare scherma parte della radiazione solare: questa 
caratteristica viene di solito sottolineata in negativo, si dice che 
"il solare va a scapito dell'agricoltura".
Lo stesso campo solare, installato in teritorio desertico o almeno 
fortemente arido, non costituirebbe un guadagno, se non per 
l'agricoltura, almeno per l'habitat locale?
 
-- 
 
Augusto


Non entro nella disputa sull'acqua eventualmente recuperata dal 
sottosuolo desertico. Nel minuscolo dettaglio è difficile dar torto al 
Soviet.
 
Ma ci sono due osservazioni che ritengo necessarie:
- la prima è che la vita non si è mai fermata alle specie "prescritte", 
ma ha sempre mostrato capacità di adattamento inaspettate, tanto che 
dire che il deserto non è vivo è sicuramente semplicistico: le specie 
che riescono a viverci sono ovviamente "speciali", ma ci sono, e di 
qualcosa si nutrono;
- la seconda è che una solarizzazione intensiva (intesa come impianti 
elettrici solari molto estesi) modifica il territorio in modo 
sostanziale, e fornisce l'energia sufficiente sia per estrarre acqua, 
sia per lavorare il terreno in modo da renderlo 'abile alla vita', se 
non lo fosse già.
 
Ti faccio osservare che il Nilo là dove è passato ha portato prosperità: 
le sue inondazioni hanno reso fertili intere nazioni.
Si potrebbe dire che l'acqua, insieme al sole, fa miracoli. Ma 
soprattutto fa miracoli la vita: le radici affondano fino a trovare 
l'acqua e i rami con le loro foglie si arrampicano fino a trovare il sole.
 
Perciò penso che un'organizzazione ben coordinata e curata dei deserti 
li trasformerebbe in paradisi. E il punto di partenza è sfruttarne la 
potenzialità di produzione di energia, con la quale si può fare tutto.(*)
Al contrario penso che riempire di specchi terreni come i nostri , in 
cui la vita non manca affatto (se non sono aree rocciose o pietrose), 
sia la cosa più stupida del mondo.
 
(*) fra le mie utopie (già scritte e in evoluzione) c'è la 
collaborazione del nostro paese con i paesi affacciati sull'altra parte 
del Mediterraneo per portare avanti progetti di questo tipo - facendoci 
pagare in energia. Un'opportunità che lo stesso impero romano - che pure 
aveva capito l'importanza strategica del Mediterraneo - aveva neppure 
sognato. (Da notare che con la Libia eravamo già su questa strada, 
seppure solo per gas e petrolio, ma poi è intervenuta la demenza 
"europea", inclusa quella di certi nostri "alti" governanti.)
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