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Titolo: Motori a combustione interna vs elettrici (densità di potenza)

Ho una curiosità su un confronto tra i motori elettrici (i normali trifase a
2 o 4 poli) adatti ad applicazioni di trasporto privato e quelli a
combustione
interna (benzina o diesel, fate voi)
Quale differenza c'è tra i due in termini di
densità di potenza o potenza specifica  (kW per kg  per es. o le unità che
preferite), almeno per un motore di taglia attorno ai 75-100 CV, quella di
una normale utilitaria, e di costi ragionevoli - non mi paragonate una
lamborghini o una ferrari da centinaia di cavalli che costano centinaia di
migliaia di euro con una ipotetica panda elettrica !
Il mio "sospetto" è che complessivamente, almeno per autonomie modeste (e 
quindi peso contenuto delle batterie), un'
auto elettrica sia più leggera di una termica considerando la considerevole
differenza nell' efficienza e nella densità di potenza dei due tipi di
motore. Se li conoscete, e credo di essere nel ng giusto, vorrei conoscere
qualche numero magari ben documentrato più preciso

Romeo Gigli ha scritto:
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io non lo so di preciso, ma presumo che tu possa avere 
ragione sul propulsore.
Il vero problema delle auto elettriche, non è tanto la 
densità di potenza (kW / kg) del motore però, quando quella 
totale, laddove può impattare in maniera notevole la scarsa 
densità energetica del combustibile.
In un auto termica tipicamente il carburante chimico pesa 
parecchio meno del motore. In una elettrica che usi batterie 
obsolete (es. al piombo), anche se non lo so per certo 
presumo che le batterie pesino più del motore (e la somma 
dei due componenti sia sfavorevole).
Certo, ci sono anche batterie al litio, ma rimangono 
comunque ben più pesanti di un serbatoio di polietilene 
colmo di gasolio).
Dei miglioramenti si potrebbero raggiungere con fuel-cells 
ad etanolo dirette (o a idrocarburi, anche più costose e 
ancora in sviluppo), tuttavia l'involucro della fuel-cell 
(metallico o ceramico, resistente a alte T e agli elttroliti 
caldi, spesso anche ad alte pressioni) ed il supporto coi 
catalizzatori, di nuovo non sono pesi piuma.
Se voliamo con la fantasia al futuribile, avevo trovato una 
ricerca su un combustibile solido, il boridruro di ammonio, 
stabile a T.A. che può essere scaldato e generare idrogeno 
puro con facilità (e le fuel-cells a idrogeno sono le meno 
complesse).
Diversamente le pile più dense di energia magari non sono 
ricaricabili (penso alla zinco aria o alluminio aria). Si 
potrebbero usare a patto di chiudere il ciclo di utilizzo 
non a breve giro, ma con una capillare raccolta e turnazione 
delle batterie stesse, da ritornare al produttore per 
ricuperare gli anodi ossidati. Pure questa è fantascienza.
Ora è difficile paragonare un serbatoio di benzina ad una 
certa massa di alluminio in polvere o granuli (tipicamente 
perché non so stimare il peso di setti, membrane, 
elettroliti ed altri annessi).
La sola massa anodica di Al è estremamente efficiente su 
base di densità energetica volumetrica (kW / litro), perchè 
Al è più denso degli idrocarburi, grossolanamente il triplo 
a pari volume (del solido massiccio però, non di granuli), e 
inoltre l'ossidazione di Al è più esotermica che non quella 
del carbonio/idrogeno, anche se è pur vero che esso scambia 
meno elettroni.
Insomma, volevo dire che il peso del motore non è tutto,
se vogliamo un'autonomia energetica simile a quella che
consideriamo normale, di varie centinaia di km.
ciao
soviet_mario

 consideriamo normale, di varie centinaia di km.
Ti ringrazio della risposta, che ovviamente condivido, ma la mia domanda era
espressamente sulla potenza specifica dei due tipi di motore per un motivo
molto semplice (che ho accennato nella domanda) : non ha senso fare un
veicolo elettrico con centinaia o mille km di autonomia, quanto piuttosto
nell' intervallo di 50-100, più che sufficiente per la stragrande
maggioranza dei percorsi giornalieri. Per una autonomia di quel tipo,
assumendo un consumo di 12 kWh per 100 km per un veicolo di una tonn ed una
densità energetica per i normali accumulatori al litio di 0,1-0,15 kWh per
kg, le batterie non avrebbero una massa superiore ai 100-200 kg
(praticamente la stessa degli attuali serbatoi di metano). Siccome - almeno
per quelle che sono le mie conoscenze - c'è un fattore 10 tra la densità di
potenza dei due tipi di motore, per es. ~ 3,5 kW per kg per l' elettr e ~
2,5 kg per kW per quello termico, una massa di quell' ordine di grandezza
(100-200 kg) può essere risparmiata con un motore della potenza attorno ai
60-100 kW, compreso eventualmente un generatore termico che lavori a regimi
costanti non collegato alle ruote che carichi la batteria, come nei
cosidetti "ibridi seriali"
Ovviamente per autonomie *in solo elettrico* considerevolmente maggiori
queste discorsi vanno inevitabilmente a farsi friggere......ma non ha molto
senso concepire l' elettrico in questa maniera, a parte per considerazioni
energetiche, di peso, ecc...per il costo ancora molto elevato delle
batterie, ~ 1000 $ per kWh
Fatta questa doverosa premessa,  e conoscendo i tuoi post su isc mi 
piacerebbe leggere il tuo parere, vedo due ulteriori problemi legati alle 
batterie, a parte il loro costo attuale : 1) la loro efficienza di 
carica/scarica che se molto bassa può pesantemente inficiare il rendimento 
energetico complessivo del veicolo elettrico, 2) la loro vita tecnica e il 
numero di cicli di carica raggiungibili
Leggo in questo pdf
http://www.itpower.co.uk/investire/pdfs/lithium.pdf
sul punto 1) l' efficienza è superiore al 90-95% (che cosa si intende per 
"faradic" e "energetic" non l' ho capito!) immagino il dato sia inferiore 
"all'interno" del numero di cicli di carica; sul punto 2) il numero di cicli 
di carica (> 1500) sembrano adeguati, anche se la pila si carica cmq di un % 
al mese, per cui già dopo pochi anni è praticamente inservibile. Voorei cmq 
conoscere il tuo parere

 "all'interno" del numero di cicli di carica;
Credo di poter spegnere questo dubbio:
L'*efficienza faradaica* è il rapporto percentuale
tre la quantita' di carica massima erogata dalla pila
inizialmente carica, in termini matematici
integrale da t=0 a t= infinito di (I*dt), e quella
teorica calcolabile in base a quanto materiale
anodico (o catodico) è presente nella pila,
cioe' quella massima teorica.
In pratica, non si riesce mai a scaricare del tutto
la pila perche' la tensione diminuisce man mano
che la pila si scarica; un po' di carica rimane sempre,
quindi l'efficienza faradaica del 96% indica
che nella pila è presente ancora il 4% di carica.
Cià.

 densità di potenza o potenza specifica  (kW per kg  per es. o le unità 
che
I motori elettrici per uso automotive presentano una densità di potenza 
dell'ordine di 4 cv per Kg.
Non si tratta di Lamborghini Vs Panda. So che BMW, ad esempio ha pronto 
un motore elettrico di circa 400Cv.
Ciao
Ivan

un motore elettrico di circa 400Cv.
Dato molto interessante.. ma si tratta di una potenza di picco,
sfruttabile solo per un determinato tempo o di potenza disponibile
continuativamente?
grazie, ciao.
-- 
Oscar M.

 cioe' quella massima teorica.
In primo luogo direi che il termine "faradico" e' in uso in italiano
da moltissimo tempo.
Possiedo un libro di quasi un secolo fa che lo usa.
Secondo: secondo me la definizione e' diversa.
Chiamerei rendimento ("efficienza" e' la solita brutta traduzione
pseuodoletterale dall'inglese) faradico il rapporto fra la carica che
si ottiene nella scarica e quella che occorre per una carica completa.
Non vedo bene se risulta maggiore o minore della tua...
 
-- 
Elio Fabri