Newsgroup: it.discussioni.energie-alternative
Titolo: Efficienza dei motori a scoppio e batterie

A chi puo' interessare per individuare ove si spreca energia nel settore 
trasporti:
http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
E' solo una conferma di quello che empiricamente gia' molti sospettano.
Mediamente (c'e' chi e' piu' bravo, c'e' chi e' piu' sfortunato), solo 
il 14,8% dell'energia contenuta nel carburante che si mette nel 
serbatoio va in moto del veicolo e funzionamento degli accessori di 
bordo (incluso quel vorace condizionatore).
Il diagramma indica dove va a finire l'energia spesa in un'auto a 
benzina che circola:
a) perdite del motore 62,4% (spreco, questo valore e' piu' basso nei 
motori diesel)
b) perdite in folle 17,2% (spreco ai semafori, in colonna, etc.)
c) utilizzo accessori 2,2% (utile)
d) frizione e perdite sugli assi 5,6% (spreco)
e) avanzamento del veicolo 12,6% (utile)
L'ultima voce poi si scompone in:
e1) resistenza aerodinamica 2,6%
e2) resistenza al rotolamento 4,2% (si puo' vedere quanto e' importante 
usare la massima pressione compatibile con una buona aderenza)
e3) energia cinetica -> persa nelle frenate 5,8%
Questo spaccato ci dice anche dove e quanto le auto elettriche o ibride 
possono incidere:
a) rendimento nella catena - centrale elettrica 50% x carica batteria 
80% x conversione elettromeccanica 85% = 34% percio' la perdita e' del 
66% grosso modo e' equivalente, con possibilita' di miglioramento 
(carica batteria verso l'85%, conversione elettromeccanica al 90% che ci 
porta ad un 62% e questi sono valori facilmente raggiungibili con la 
produzione in massa entro un decennio)
b) perdite durante le fermate - le auto elettriche ed ibride azzerano 
completamente questa voce
c) uguale, il consumo resta, si tratta di servizi desiderati (autoradio, 
condizionatore, etc.)
d) perdite di trasmissione - nelle auto elettriche vengono eliminate con 
la soluzione motori incorporati nelle ruote. Nelle auto ibride queste 
perdite invece permangono (questo e' un punto a svantaggio delle auto 
ibride)
e1) resistenza aerodinamica - equivalente
e2) resistenza al rotolamento - puo' esserci differenza se l'auto 
elettrica e' piu' pesante, ma tutto sta nella tecnologia delle batterie 
e se il loro peso e' equivalente a quello del motore e della 
trasmissione meccanica eliminata. Anche qui, questo e' un vantaggio 
perso dalle auto ibride
e3) le auto elettriche e ibride possono recuperare l'energia di frenata, 
ad esempio con l'auto di supercondensatori (che accumulano l'impulso di 
energia proveniente in pochi secondi dalla frenata elettromagnetica, per 
poi cederla con grazia agli accumulatori nel giro di qualche minuto, a 
meno che non sia richiesta subito una accelerata, nel qual caso torna 
subito al motore, cosa frequente nel ciclo cittadino)
Un'auto con motore a scoppio non e' in grado di sfruttare questi 
supercondensatori (ci sarebbe la soluzione dei volani ad alta velocita', 
ma sicuramente e' una piu' complessa della combinazione 
supercondensatore - motore elettrico),
Maxwell Technologies, produttore di ultracondensatori per autobus 
elettrici e Tianjin Lishen Battery, produttore di celle a litio-ioni, 
hanno formato un'alleanza per produrre pacchi energetici ... ibridi :)
L'idea e' quella di dare all'industria automobilistica l'equivalente di 
una batteria con alta capacita' (litio-ioni) ed alte prestazioni 
(rapidita' di carica e scarica grazie ai superconduttori).
Come potete vedere, esposto il problema, si trovano le soluzioni.
In questo modo i progettisti dell'industria automobilistica non devono 
scervellarsi su come combinare il recupero dell'energia di frenata con 
la ricarica dellle batteria e l'impulso per un'accelerazione rapida dei 
motori. Gli viene invece dato a scatola chiusa una pacco che da' il 
meglio delle due tecnologie.
Ed in Europa ? Dopo General Motors, anche Volkswagen si e' decisa ad 
entrare seriamente nel campo delle auto elettriche. Ha formato 
un'alleanza con 
http://www.isit.fraunhofer.de/
 per studiare una batteria 
al polimero di litio in alternativa ai litio-ione attuali.
Linee del progetto:
- studio di elettrodi con alta densita' energetica ma basso impatto 
ambientale
- studio di tecniche ad integrati semiconduttori per la gestione della 
carica e temperatura a celle individuali, in modo da potere aumentare la 
densita' di impacchettamento delle celle nel rispetto dei parametri di 
sicurezza
- studio dell'elettronica di potenza per ricarica rapida e scarica 
veloce delle celle con modalita' sicure
- costruzione di moduli ad alta densita' energetica combinando le 
precedenti tre linee di studio, con le prime prove su strada per il 2010
Direi che ormai la palla ha iniziato a rotolare. Per il 2011 ci sono 
concrete speranze che il mercato si apra e vedremo le prime auto 
elettriche *regolarmente* quotate su Quattroruote ... (qualche auto 
elettrica, quelle specie di minivetture a produzione artigianale, e' 
gia' stata quotata, ma a titolo occasionale).
[Messaggio Usenet via Tiscali su 
text.giganews.com
. Se leggete via Web 
il sottoscritto informa che non conosce o partecipa al sito/forum Web.]
R.L.Deboni

 in moto del veicolo e funzionamento degli accessori di bordo
oltretutto quella calcolata � solo l' efficienza "dal serbatoio alla ruota", 
non quella globale "dal pozzo alla ruota"  (come invece � stato fatto per l' 
elettrico) che dovrebbe includere anche l' efficienza di raffinazione del 
greggio, che non saprei esattamente quantificare ma � sicuramente un 
processo discretamente energivoro
un dato che invece non conosco e che mi lascia un p� perplesso sui sistemi 
elettrici/ibridi � l' efficienza di carica/scarica delle batterie comprese 
le perdite nel caricamento e la conversione dell' elettricit� AC in DC e 
viceversa (nel caso dell' uso di un motore trifase), che lei ha posto essere 
80%, e quanto decada nel tempo per es. ma non solo in funzione dei cicli di 
carica/scarica; � chiaro che un numero basso potrebbe fortemente inficiare 
l' efficienza energetica dei sistemi elettrici

 gia' stata quotata, ma a titolo occasionale).
PICCOLI PASSI tutti nelle stessa direzione ;-)
felice&pago
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 carica/scarica;
[Messaggio Usenet via Tiscali su 
text.giganews.com
. Se leggete via Web 


 whispergen
Che si giustifica solo quando ho bisogno anche di calore. Il punto 
debole degli impianti di cogenerazione e' proprio questo. Ed e' qui che 
gli impianti di cogenerazione centralizzati hanno una possibilita' in 
piu': tanto calore concentrato, puo' essere utilizzato da un'attivita' 
industriale posta a fianco (ma anche da un'impianto ORC, attivando cioe' 
un'ulteriore ciclo combinato, magari si tratta solo di un 10% di energia 
aggiunta, ma se fatto al di sopra di una efficienza del 50%, ottenere un 
totale del 60% non mi pare ... brutto ;-)
Nel caso di una miriade di installazioni domestiche, il calore in 
eccesso della microgenerazione non e' di facile riutilizzo.
A proposito, mi ricordo di avere letto che in autunno, Whispergen 
arrivava anche qui in Italia. Pero' sembra che abbiano spostato 
l'entrata nel mercato europeo alla primavera del 2009.


 energetica, non l'efficienza di carica e 
scarica.


 


beh fino ad un certo punto....una batteria sempre 
più scarica genera sempre meno energia ma il suo peso rimane identico 
(contrariamente ad un serbatoio di combustibile liquido o gassoso), per cui il 
veicolo deve portarsi questo sorta di "peso morto" in più dietro, difficile 
credere che questo non abbia nessuna ripercussione sulla sua efficienza 
globale....


 



 della microgenerazione non e' di facile riutilizzo.
Perch� no?
Si immette in una rete di teleriscaldamento-teleraffrescamento e chi ne ha
bisogno l'utilizza.
Continuando a fingere che il mondo non sia solcato da tubi e cavi non si va
molto lontano.

 nel garage.
sempre il pdf di cui sopra sostiene che per la tesla l' efficienza di carica 
� del 86%, non ho capito se questo comprende pure l' efficienza del motore 
(che � assunta essere 92% in media e 85% per la potenza max: 
http://www.teslamotors.com/performance/tech_specs.php
 ), ad occhio 
sembrerebbe di no, per cui un valore globale di circa 80% � molto probabile 
che sia tutto sommato realistico (a parte la degradazione nel tempo delle 
batterie) 

 batterie) 
Le batterie durano intorno al decennio, e vengono cambiate prima che sia 
"degradate". Deve dimenticare quello che gli autisti (o meglio i 
progettisti delle auto) fanno con gli accumulatori al piombo usati per 
l'avviamento. Sono povere batterie tirate tutti i giorni per il collo 
(come anche quelle povere batterie usate nei gruppi di continuita' 
economici) e, nei vecchi modelli, ricaricati con caricabatterie 
piuttosto crudi.
Invece occorre fare il confronto (riferito alla modalita' di gestione ed 
uso, ovviamente quelle sulle auto sono batterie con altra chimica) con 
gli accumulatori al piombo usate dalle vecchie FFS per alimentare i 
servizi delle carrozze storiche. Quelli accumulatori al piombo duravano 
fino a venti anni e quindi degradavano in modo lento, insomma, nel primo 
decennio perdevano poco. Lo stesso e', grazie anche al pesante e diffuso 
uso dell'elettronica (che sostituisce efficacemente l'esperienza dei 
tecnici chimici addetti alle stazioni di ricarica), con queste batterie, 
che vengono trattate in modo ottimale, senza raggiungere mai il massimo 
di carica, ne' di scarica, un equilibrato compromesso tra durata e 
capacita'.


 Che si giustifica solo quando ho bisogno anche di calore.
possiamo dire che almeno 8 mesi l'anno circa 10 milioni di abitazioni,
mandano avanti il riscaldamento a metano ?
quanta elettricita' buttiamo ?
ti pare poca ?
felice&pago
piccoli passi, tutti nella stessa direzione


 "degradate" [cut]
Bene.
E sulla questione che avevo precedentemente posto, ovvero la densit� di
potenza del motore elettrico? Non vorrei che si fosse perso nella 
confusione, lo ricopio in seguito :
"qual'� il peso tipico per cavallo di un motore trifase rispetto ad uno a
scoppio (entrambi di costi accettabili)? Lo chiedo perch� leggo qui  a
proposito della tesla roadster
www.evworld.com/library/Tesla_21centuryEV.pdf
che " doubling the horsepower of an electric motor from 100 hp to 200 hp
only adds about 25 pounds" cio� siamo appena sui 0,15 kg per kW (il valore 
reale � il doppio, ma non importa), quando un


 delle celle con modalita' sicure
Ciao NG
mi dispiace ma non è tuttocosì facile.
L'eventuale ricarica " veloce " non si potrà fare in casa a meno che uno non 
si faccia installare una linea elettrica da 100 kW........ con i relativi 
costi ( parliamo solo di collegamento di 15.000 euri in aree industriali 
senza contare il costo del montaggio dell'impianto e relativi materiali )
La ricarica in appositi distributori non penso potrà essere in ogni caso 
eseguita in pochi minuti.
Io che vado da sempre a metano ricordo le lamentele di chi andava a fare il 
pieno che fino a pochi anni fa durava la perdita """"astronomica!!!!!"""" di 
10 minuti (ora circa da 3 a 5 per un auto media).
Penso fermamente che l'alternativa seria entro 10 anni non possa essere 
altro che l'ibrido vedi TOYOTA che sta prendendo piede sempre di più a meno 
che non ci accontentiamo di autonomie realistiche di 100 km e di 8 ore di 
ricarica.
ciao
graziano
orsopd

 materiali )
La carica veloce non è affatto necessaria per lo sviluppo dei veicoli
elettrici, tanto meno 100 kW (!) tutt' altro.... fossero solo questi i
problemi delle auto elettriche!
semplicemente per caricare la prima ondata di veicoli elettrici o ibridi si
userà la potenza elettrica - principalmente metano almeno nei Paesi
maggiormente industrializzati - non sfruttata nelle ore notturne o durante
le ore di bassa richiesta (festività, fine settimana) e per farlo sarà più
sufficiente il contratto elettrico da 3 o 4,5 kW monofase; si tenga cmq
conto che la capacità delle batterie dei futuri veicoli ibridi è cmq molto
modesta, contrariamente a quanto si dice, per es. nel caso della Volt di GM
è di appena 16 kWh, di cui per motivi di durata solo la metà vengono
effettivamente caricati. Stesso dicasi per delle piccole city car non ibride
tipo delle smart elettriche, per le quali 10 kWh consentono tranquillamente
una autonomia attorno ai 100 km
http://gm-volt.com/chevy-volt-reasons-for-use-and-cost-of-operation/
Questa strategia ha certamente molti vantaggi, a parte l' efficienza
energetica complessiva e l' annullare pressocchè completamente l' uso del
petrolio nel
settore del trasporto privato, tra cui il fatto che non necessita
praticamente di nuove infrastrutture, nè nei sistemi di ricarica, nè nella
distribuzione dell' ee, ma nemmeno nella necessità di dotarsi di nuove
centrali elettriche, abbiamo (ma anche per altri Paesi industrializzati è
così) sufficiente capacità elettrica di riserva anche per alimentare 35
milioni di utilitarie come la toyota prius che percorrano 12 mila km all'
anno, visto che la potenza installata oggi in Italia è circa 80 mila MW 
mentre il
carico di base (la potenza di richiesta notturna) è attorno ai 30 - 35 mila
MW
http://www.terna.it/
http://www.terna.it/default.aspx?tabid=1024

 autonomia, sono realistici quei dati ? "
Le faccio presente che l'energia elettrica e' energia pregiata.
Che tra il motore a combustione ed il motore elettrico una notevole 
differenza e' che il motore elettrico ha la massima copia da fermo, 
percio' non ha bisogno di cambio (e sono decine di chili risparmiati).
Se poi i motori sono nelle ruote, risparmia il peso del telaio.
Che l'efficienza stessa del motore elettrico aiuta a tenerlo leggero, o 
viceversa, il motore a scoppio, dovendo dissipare quattro quinti 
dell'energia che converte, ha bisogno di pesanti alettature, di un 
radiatore per il raffreddamento con pompa di riciclo e l'acqua stessa.
Inoltre il motore elettrico deve solo sopportare gli sforzi 
corrispondenti alla massima potenza meccanica che produce. Il motore a 
scoppio invece deve sopportare impulsi concentrati di energia in 
corrispondenza della fase di scoppio, il che vuol dire che 
instantaneamente, all'interno della motore si sviluppano picchi di 
potenza di decine di volte superiore alla potenza nominale e quindi il 
motore deve essere costruito massiccio (e quindi pesante) per sopportare 
questi "colpi potenti".
E' un cumulo convergente di fattori che alla fine porta ad una tale 
differenza.


 mandano avanti il riscaldamento a metano ?
Dove ?
Sono al massimo 6 mesi.
E durante buona parte di quei mesi, sono poche ore di funzionamento.
Ci potrebbe essere la soluzione di usare due gruppi di cogenerazione in 
parallelo, durante i primi e gli ultimi mesi, si usa solo uno dei 
gruppi, poi quando fa freddo, si accendono tutti e due i gruppi.
Far funzionare un gruppo sopra dimensionato rispetto alla necessita' 
finisce che consuma piu' combustibile che a riscaldare solo la caldaia, 
di fatto lo fa funzionare come un gruppo elettrogeno con al massimo un 
25% di efficienza.
Tra l'altro, anche la costruzione di un gruppo di cogenerazione consuma 
energia. Percio' se il gruppo non viene fatto funzionare almeno un certo 
numero di ore durante l'anno, finisce che si produce (sempre il solito 
problema del "breve termine") per alcuni anni, piu' CO2 di prima.


 ricarica.
Ci risentiamo tra un paio di anni. Oggi disquisire che cosa e' meglio 
tra una vettura che possiamo anche trovare sotto casa ed una vettura che 
ancora non e' disponibile ai comuni mortali mi pare piuttosto vacuo.


 mandano avanti il riscaldamento a metano ?
ALMENO 8 mesi all'anno? Parli della siberia o dell'italia? 

 THE PROBLEM
Non necessariamente abbiamo anche molto idroelettrico e nucleare, non solo
in Italia, ma ad es. in Svizzera e Francia TUTTA l' elettricità viene da
nucleare e idro e come dicevo il punto non è nemmeno questo , un veicolo
elettrico necessità della metà dell' energia primaria equivalente (sia esso
carbone, gas, nucleare, idro, ecc...) di uno termico (in questo caso solo
petrolio)
Nel tuo caso (poniamo tu posseda un veicolo come la volt che ha 40 miglia =
60-65 km di autonomia  in solo elettrico) percorrerai 60-65 km dei tuoi 70
giornalieri sfruttando solamente la parte elettrica dell' auto, con un
consumo di 8 kWh (un kW di pannelli fv ti produrrà nell' anno tutti i kWh
necessari per viaggiare 10- 15 mila km/anno), mentre percorrerai il resto
del percorso con l' ausilio del motore termico (che però non ha i pistoni e
tutta la pesante ferriglia di un comune motore a combustione interna) che
ricaricherà la batteria bruciando questa volta benzina, ma con rendimenti
cmq più elevati che un motore tradizionale
Va da sè che chi fa 60-65 km al giorno o meno (in pratica, > 99% dell' 
utenza) non consumerà mai una sola goccia di benzina in tutta la sua vita

 utenza) non consumerà mai una sola goccia di benzina in tutta la sua vita
Quanti sono quelli che fanno 60-65 chilometri al giorno da soli con la loro 
macchina, per andare e tornare dal lavoro, solo perchè la società è 
organizzata male?
Tra questi, quanti possono andare ad abitare vicino al luogo di lavoro o 
spostare il luogo di lavoro vicino a casa o addirittura a casa?
E quante sono le auto che fanno 60-65 chilometri al giorno in media, ma li 
fanno tutti nei fine settimana, quando la famiglia va al mare o in montagna?
Aggiungo che l'auto moderna genera movimento, ma genera anche l'elettricità 
necessaria per l'illuminazione e la climatizzazione. L'auto elettrica è 
senza fari ed è gelida d'inverno e bollente d'estate?
Il mito dell'auto è sempre stato il mito della liberazione dell'individuo 
dalla schiavitù della distanza percorribile a piedi, e quindi di una vita 
limitata e relazioni concentrate nel villaggio natio. Se diventa un'altra 
schiavitù, non è che una schiavitù elettrica sia meglio dell'attuale. 

       THIS IS THE PROBLEM
Insomma, la trazione elettrica e' la soluzione. Sposta il problema di 
come produrre l'energia meccanica, dal generatore a bordo del veicolo, 
ad una soluzione molto piu' flessibile. Per esempio, tramite la 
autotrazione elettrica, potra' utilizzare come fonte di energia, quella 
idroelettrica, quella eolica, quella nucleare, quella geotermica, quella 
delle onde marine, etc.
Insomma, se eliminiamo il petrolio ed il carbone (da cui si puo' 
ottenere facilmente un gas di sintesi), il gas naturale (il metano si 
puo' anche sintetizzare, ma occorre energia), l'unica soluzione restante 
per l'autotrazione con motori a scoppio mi sembra siano i biocarburanti 
e francamente questo mi pare significa cadere dalla lobby dei 
petrolieri, nelle mani della lobby agricola (che gia' ha provato la sua 
mancanza di scrupoli nel spremere cifre inacettabili per ... distruggere 
  raccolti, bestiame, carni, burro ed altri prodotti agricoli).


 Se poi i motori sono nelle ruote, risparmia il peso del telaio.
No, non si risparmia affatto.
I motori nelle ruote costituiscono una massa non sospesa, quindi bracci e
sospensioni più robuste.
I motori nelle ruote vanno bene per veicoli a basse prestazioni: carrelli
elevatori, trasporti aeroportuali, ecc.
Per le velocità di un'auto non è una soluzione conveniente.
Bye
Gigi

 ha scritto nel messaggio 
news:gd2747$tda$1...@tdi.cu.mi.it...

Oltretutto un motore elettrico è più efficiente, anche a carichi parziali, 
all' aumentare della sua potenza (contrariamente a quanto avviene per i 
motori a comb interna) ed ha una curva di efficienza molto piatta rispetto a 
quelli più piccoli. Non ha molto senso dunque dividere per due o quattro la 
potenza del motore elettrico, considerando l' handicap di efficienza e la 
maggiore complessità