Parliamo di Stirlng

[jpquattro]

Premessa: chi gioca con i numeri e le statistiche dice che ancora oggi, usare lo stirling al posto del fotovoltaico dovrebbe permettere di dimezzare i costi (con in più il vantaggio che di notte, o quando il tempo è brutto, giri una manetta e accendi la caldaia...) però non mi interessa fare questa polemica, quei conti sono veri a costi industriali stabilizzati...
Torniamo al punto 3 KW vengono fuori anche dal Ringbom stirling che si può ricavare anche dal mio tagliaerba e poco altro...
Sul regime fisso a 1500 rpm avrei obiezioni... io userei un alternatore per caricare un banco batterie (anche piccolo, più che altro serve da tampone...) e da li andrei di inverter... la vita sarebbe più semplice...

La caldaia... bruciare l'olio fritto (se sei sicuro di averne un rifornimento continuo, è una buona idea... in questi motori nel tempo è stato bruciato di tutto, dagli isotopi radioattivi alla merda di vacca (non scherzo... in alcune regioni del sud del mondo lo sterco è un combustibile, ma anche un materiale da costruzione...), bruciarci la pula di riso o la paglia è normale... la quantità di combustibile da immettere varia con il rendimento, ma quando, come in questo caso, fai cogenerazione, il rendimento si avvicina al 100% sempre e comunque...

Io credo che quello che proponi, un motore da accoppiare a un generatore, per avere i canonici 3KW, bruciando qualcosa a temperature più o meno elevate, sia un obiettivo molto ragionevole: è relativamente semplice da perseguire, meno critico ecc. ecc.

Poi allungando l'occhio uno può pensare anche a stirling che funzionano con un salto termico modesto, alimentabili ad energia solare e raffreddabili con acqua di falda... ma ci pensiamo dopo...

La tabellina che ho messo di sopra, vale per un alfa da 700 cc circa, quindi può essere un motore di 126, un V7 o Ducati 750 o 900....

A numeri che dici tu ci si arriva con Azoto a 20-25 atmosfere e facendo girare il coso a circa 1000 rpm...

Paolo

[Arex]

Forse hai ragione ... anche tra stufa a legna e stufa a pellet c'è chi dice che conviene la legna ... poi se guardi in che condizioni riduci casa, l'impegno se non sei a casa a far fuoco, arrivi e casa è fredda ecc ecc ... a quel punto se fai bene i conti non è proprio una semplice questione matematica ... sarà così anche per il paragone stirling- fotovoltaico? mah ... soprassediamo ...

Ma tu ci credi davvero agli stirling dal basso salto termico?
Mi vengono in mente un sacco di progetti che si pagano in mille anni ...

[jpquattro]

Gli stirling a basso salto termico esistono e funzionano, fuor di discussione che abbiano un rendimento termodinamico inferiore e siano più ingombranti... ma non credo che al momento sia la nostra priorità... i costi, se escludi i prezzi artificialmente gonfiati, di molte aziende di nicchia, sono quelli di macchine semplici, che possono esser costruiti anche nel terzo mondo...

Anche i costi del fotovoltaico, sono spesso tenuti bassi dai contributi statali, altrimenti... (il mio era del 75%!)
Per essere chiari... i contributi che hanno reso competitivo il mio fotovoltaico, venivano dalle tasse di tutti, anche dalle tue...

Allora? Panda? Guzzi V7? (me ne ero dimenticato...)

Paolo

[Ferrobattuto]

Scusate se faccio uno dei miei interventi "trasversali".... Ma di solito quando si deve dimensionare una "fonte di energia" (lo facciamo comunemente col fotovoltaico) si dovrebbe partire dai consumi. In questo caso dalla quantità di corrente (visto che si parla di un generatore.....) che si vuole ottenere e per quanto tempo la si vuole erogare.
Si è parlato di batterie ed inverter, concordo, rende tutto molto più "piano" da usare e gestire, per cui se i consumi a monte non sono esagerati, e potendo anche recuperare il calore per usi secondari, la potenza erogata si riduce di molto. Mettendo che debba funzionare per 8 o 10 ore al giorno, il canonico Kwh di energia resa basta e avanza. Sono una decina di Kwh giornalieri che per una famiglia dai consumi "normali" dovrebbe bastare.

In un normale motore auto (o moto) bicilindrico ci sono tanti di quegli "sfiati" e buchi accessori vari nel carter che doverli tappare e pressurizzare tutti diventa un problema. Poi in genere la coppa dell'olio è costituita da un lamierino di circa 1mm di spessore stampato con la pressa, dubito che possa reggere pressioni al di sopra di un paio di bar. Stessa cosa per il monoblocco in alluminio, che se dal punto di vista meccanico è robusto e resistente a determinate sollecitazioni, dal punto di vista di una eventuale sovrappressione interna dubito che reggerebbe. Un monoblocco in ghisa forse..... Ma quì si va sul "pesante", ossia motori industriali o di trattore.
Ho l'impressione che il "coso" vada costruito di sana pianta, a meno che non si trovi qualcosa di molto simile, tipo un grosso compressore per l'aria da officina. Quello penso che darebbe meno problemi per essere pressurizzato. Molto spesso sono già bicilindrici a "V", o paralleli sfasati però di 180°.
Di questi se ne trovano già di dimensioni ragguardevoli, anche 2000cc, per cui dovendo erogare 1000-1200W all'asse potrebbero scendere sia di pressione che di giri, o di temperatura. Tanto, a meno di non usare tensioni "automobilistiche" di 12 o 24V, anche il generatore andrebbe "inventato" di sana pianta.....

[jpquattro]

Qualche coppa in lega si trova... anche per il motore della 500... Se si scende di potenza scendono anche le pressioni, e le prestazioni seguono...

Gli alternatori auto, specie quelli da camion, a 24 V, possono essere manomessi, cambiando l'eccitazione e si possono ottenere tensioni significativamente più alte (senza rifare gli avvolgimenti).

Se ci pensi un attimo è anche logico: l'alternatore produce 14-15V al minimo, diciamo 700 rpm, a 5000 rpm la tensione dovrebbe essere 7 volte i 15 volt, circa 100 Volt, se non intervenisse il regolatore ad abbassare la corrente di eccitazione...

Paolo

[jpquattro]

Pensandoci, con il clima che ci aspetta nei prossimi giorni, forse l'uso più interessante di uno stirling è un condizionatore a pompa di calore che funziona anche all'equatore o sotto la neve...

Si potrebbe fare alimentato a pellet... e per giunta non usa gas serra!

Paolo

P.S. qui le previsioni danno temperature sopra ai 30 per le prossime due settimane, anche mentre piove!

[Arex]

Quoto Ferro.... probabilmente alcuni organi interni del motore possono tornare utili... albero, bielle ecc ... ma così a naso anche reggesse la pressione ci sarebbero sicuramente problemi per tutte le uscite non necessarie allo Stirling....
Ma e la lubrificazione?

[jpquattro]

L'elemento critico è il cilindro caldo. Se si usa la soluzione del "pistone lungo" tutte le parti striscianti stanno in zona relativamente fredda. Olio vulgaris, con circolazione a sbattimento (tutti gli organi da lubrificare sono "in vista" dell'albero... dovrebbe funzionare...
Se il motore ha un salto termico significativo, non dovrebbe essere necessario ricorrere a anelli di grafite o cosa del genere. Le fasce elastiche forse creeranno un po' di attrito, ma non dovrebbe essere un grosso problema...

Vado a guardare giù... forse ho ancora il gruppo pompante di un frigorifero industriale...

Comunque piccoli compressori 2 cilindri a V si trovano nuovi a prezzi quasi umani su ebay... e avanza serbatoio e motore...

Paolo

[mastrovetraio]

"vado a guardare giù....forse ho ancora il gruppo pompante di un frigorifero industriale".......Ma chi sei, Eta Beta ??? Vedi un pò se c'è anche un lanciafiamme e un carrarmato... Cercando magheggi antifrizione ho trovato (anche ) questo http://www.garotti.com/catalogo/prodott ... ote-d321r/

[jpquattro]

il compressore c'è... sono i vantaggi di avere una certa età... tutti gli amici ti usano come pattumiera per tutta quella roba che "è un peccato buttare" ma non sanno dove mettere...

Comunque è bicilindrico, piuttosto piccolino, inchiodato come una pietra (era li da tanto...)... Comunque lo smonto, per vedere i dettagli della costruzione interna...

Niente lanciafiamme, una fiaccola per bruciare sterpaglie e saldare guaine bituminose va bene uguale? Il carro armato era troppo ingombrante...


Paolo

[mastrovetraio]

Bisognerebbe trovare allo sfascio un compressore per aria condizionata di autobus, come questi.......http://www.righinimario.it/ricambi-auto ... -boch.html

[jpquattro]

Meglio quelli da cella frigorifera, sono simili, ma un po' più grossi...

Paolo

[Ferrobattuto]

Gli alternatori auto, specie quelli da camion, a 24 V, possono essere manomessi......

viewtopic.php?f=7&t=95#p930
In quel caso lì il problema era semmai di mantenere la tensione sull'eccitazione ai canonici 24V, dai 90V circa (teorici) che si sarebbero avuti sullo statore ai normali giri di funzionamento. Mentre facendolo funzionare senza intervenire sullo statore ma senza il regolatore, si dovrebbe intervenire sul rotore di eccitazione, il che è meccanicamente piuttosto complicato. In quel caso si potrebbe sostituire il rotore avvolto con uno rifatto a magneti permanenti.

[jpquattro]

Bella la cosa dello sdoppiamento degli avvolgimenti! E' una delle (tantissime...) cose che non so fare perché non ho abbastanza pazienza... eppoi di guanti porto la misura 10...

Quello a cui mi riferivo io era comunque il fatto che, semplicemente mantenendo al massimo l'eccitazione e facendo salire i giri la tensione sale (ovviamente...) molto...
Se io l'alternatore lo attacco a uno stirling a giri quasi fissi, magari con un rapporto che lo porta vicino alla sua velocità massima, posso ottenere una tensione molto, molto superiore ai canonici 15 (o 30) volts. Il sottoprodotto è che, siccome sale la tensione, ma la corrente può rimanere uguale, la potenza può salire molto senza che l'alternatore si surriscaldi...

Tanto per stare nei tuoi numeri... 60 ma no, anche 40 A a 100V sono la bellezza di 4 KW CONTINUI! Averlo uno stirling che ci arrivi!

Paolo

[Ferrobattuto]

Probabilmente non mi sono spiegato bene.....
Sul rotore c'è un avvolgimento, con filo di sezione adeguata con resistenza, mi pare, intorno ai 7 Ohm. La resistenza del filo ovviamente è fissa, dipende dalla lunghezza e dalla sezione. Per fargli erogare tensioni maggiori (connesso a quel modo è facilissimo superare i 100V....) anche sul rotore scorreranno correnti proporzionali, che finirebbero per bruciarlo. Resta da vedere se lasciandogli assorbire i normali 24-32V sullo statore si possa arrivare alle tensioni che dici tu. È chiaro che per lavorare intorno ai 3000 g/min il regolatore toglie molta corrente al rotore, per cui "lasciandogliela tutta" la tensione salirebbe di parecchio.
Stessa cosa per lo statore, filo dimezzato e messo in serie, per cui resistenza interna molto più alta e corrente dimezzata.

P.S.
A me i guanti del n° 10 vanno precisi precisi.....

[jpquattro]

Probabilmente non mi sono spiegato bene.....
Sul rotore c'è un avvolgimento, con filo di sezione adeguata con resistenza, mi pare, intorno ai 7 Ohm. La resistenza del filo ovviamente è fissa, dipende dalla lunghezza e dalla sezione. Per fargli erogare tensioni maggiori (connesso a quel modo è facilissimo superare i 100V....) anche sul rotore scorreranno correnti proporzionali, che finirebbero per bruciarlo. Resta da vedere se lasciandogli assorbire i normali 24-32V sullo statore si possa arrivare alle tensioni che dici tu.

...è proprio questo il punto. Mantenuta fissa la corrente all'avvolgimento di campo, la tensione dipende dalla velocità di rotazione... se a 700 rpm produce circa 30 V, a 5000 ne produce 100...
Siccome nessuno ha toccato lo statore, la dissipazione è data dalla corrente che ci scorre e dalla sua resistenza, se la corrente è la stessa e la corrente stessa la dissipazione è la stessa...
quindi se lo statore sopporta 60 A continui la moltiplicazione è facile: 60 x 100=6000 Watt

È chiaro che per lavorare intorno ai 3000 g/min il regolatore toglie molta corrente al rotore, per cui "lasciandogliela tutta" la tensione salirebbe di parecchio.
Stessa cosa per lo statore, filo dimezzato e messo in serie, per cui resistenza interna molto più alta e corrente dimezzata.

P.S.
A me i guanti del n° 10 vanno precisi precisi.....

La tua soluzione è piaciuta molto, per un eolico che deve cominciare a produrre energia a giri bassissimi è geniale, ma nel nostro caso, gli stirling sono motori quasi a giri fissi, non interessa iniziare a caricare a 100 rpm...
Quello che serve è un regolatore ad hoc che stabilizzi la tensione di uscita e i giri... ma credo di riuscire ancora a farne uno!

I guanti te li presto io così sono già sformati...

Paolo

[mastrovetraio]

Se può interessare....http://stirlingengineforum.com/viewtopic.php?t=851

[Ferrobattuto]

Bhè, non direi che lo statore non sia stato toccato: ogni avvolgimento era composto da due fili avvolti appaiati, che ora sono stati messi in serie, per cui già così la resistenza interna è stata quadruplicata, poi gli avvolgimenti sono stati connessi a stella invece che a triangolo, per cui due fasi risultano sempre in serie, e quì abbiamo di nuovo raddoppiato. Non proprio raddoppiato in quanto a causa dello sfasamento delle correnti in circolo, quando uno degli avvolgimenti è in piena corrente, negli altri due della stella, un uno scorre il 70% della corrente totale, nell'altro il 30%.
Per questo ho scritto che, per mantenere la dissipazione in calore interna del generatore a valori accettabili, la corrente erogata si riduce di molto. La potenza dissipata in calore sugli avvolgimenti è data dalla loro resistenza moltiplicata per il quadrato della corrente, per cui per ogni braccio della stella, avendo moltiplicato per 4 la resistenza, la corrente si deve ridurre alla metà.

[jpquattro]

"siccome nessuno ha toccato lo statore" è l'ipotesi di cui parlavo io, non la tua soluzione... due cose diverse... ovviamente se sdoppi gli avvolgimenti e cambi da stella a triangolo la musica cambia...

Paolo

[jpquattro]

Se può interessare....http://stirlingengineforum.com/viewtopic.php?t=851

Ho visto. Ti faccio un esempio: prendiamo un alfa con le fasce elastiche una cosa molto tradizionale, mettiamo che i cilindri siano da 100 cc l'uno.

Proviamo a farlo funzionare a pressione atmosferica con un salto di 50 gradi (da 50 a 100 per esempio...), non si muove neanche se gli spari...
passiamo a 2 bar, l'attrito rimane lo stesso, ma la potenza raddoppia (circa) se passiamo a 4 bar raddoppia un'altra volta... e così via il motore che a pressione atmosferica non si schiodava a 4 bar magari si muove anche con un salto termico modesto

oppure

raddoppiamo il salto termico passiamo a 100, di nuovo, la potenza raddoppia; se passiamo a 200 (quindi da 50 a 250, neanche sta gran cosa) la potenza è raddoppiata di nuovo...

Se poi

facciamo andare il solito motore a 450 gradi e 8 bar va come un treno... magari poca potenza ma va come un treno.

In sostanza dipende cosa stai facendo: un motore a basso salto termico e bassa pressione avrà bisogno di molti accorgimenti per funzionare.
SE si cerca un po' di potenza reale (noi stiamo parlando di 1000 Watt almeno) ci vogliono temperature e pressioni relativamente elevate per ottenerle... ma a questo punto gli attriti diventano percentualmente meno importanti...

Almeno questo è il Paolo-pensiero sull'argomento

Paolo