Motori Stirling, ancora., Serietà per favore. Niente scatolette di tonno please.

Vorrei rilanciare per la milionesima volta una discussione sui motori Stirling. La posto quà nella Free Zone perchè non è una tecnologia esattamente d'avanguardia e vorrei che tutti potessero parteciparvi. Ma, vi ricordo che le volte precedenti ci sono stati dei ban per fondamentalismo, fanatismo, talibanismo ambientalista ecc...
Ricordo, che in questo forum il fanatismo porta al ban senza passare dal via e senza prendere neppure le 200mila lire (che oggi non valgono nulla). Vorrei anche che si trattenessero coloro che fanno i motori con le scatolette del tonno, o con il bricco della nonna pina. Tutto è accettabile, ma visto che ormai la rete è stracolma di gadget di quel tipo, non vorrei ricarderci.
Ecco qualche esempio di buon modellismo:

Il fatto, non è che non se ne abbia notizia in generale. La rete è strabuzzante di gente che propone motori stirgling di ogni tipo di ogni stazza per ogni impiego. La difficoltà sta da qualche parte, perchè in ferramente ancora non se ne vede. Non ho ancora visto un generatore di corrente "a legna" tutti cinesi e a benzina o miscela. Nessuno a carbone, a legna, a pellet, o a semplice calore tipo pentola da mettere sulla stufa a legna o a pellet per produrre energia elettrica. Provate a comprarne uno e vedrete che non ce ne sono.
Il motore Stirling non è il futuro? Certo che no. È un motore che è rimasto nella muffa da oltre 100 anni. Ma anche le stufe a pellet e a legna sono rimaste nella muffa fin quando l'energia elettrica ed il gas sono diventati troppo cari per pagare i contributi a coloro che hanno messo i pannelli solari. Probabilmente, tra non molto, metteranno delle accise anche sui pellet e sulla legna da ardere, hanno già fatto un tentativo. Gli è andata buca, ma non è mica detto che ci riprovino. Io consiglierei a tutti gli italiani di emigrare di botta in Africa dove non c'è necessità di riscaldamento, lasciando l'Italia agli africani visto che gli piace tanto.

Ritorniamo al motore stirling che è meglio và...

Forse non hai compreso il problema che stiamo affrontando Daniele. Se parliamo di motore esotermici è perchè quello che si ha è calore. Non si parla di illuminazione solare, non si parla di combustibili di vario tipo. Ma si ha solo un salto termico basso ma non troppo e tanto calore. Poi, se parliamo di motori stirling o comunque esotermici, stiamo anche parlando di efficienza, di costi e di tecnologia. Per fare celle solari occorre una fabbrica di silicio tanto per partire. Un impianto chimico di una certa consistenza che brucia energia da far paura per produrre carote di silicio puro. Quindi, un costo di tecnologia pura che non si ammortizzerà mai e sempre continuerà a consumare energia, per questo, si dice che il costo dei pannelli solari in termini di energia consumata per produrli si ammortizza in 8-10 anni di uso. Cioè, se occorrono 10MW per produrre tot metri quadri di pannelli solari occorrerà sfruttare l'energia prodotta da quei pannelli solari per 8-10 anni prima di aver riottenuto i 10MW impiegati per produrli. E già questo dovrebbe dirla lunga.
I motori stirling sono i motori che più si avvicinano come rendimento al rendimento termico ipotizzato da Carnot. Quindi, molto vicini al massimo possibile per quel salto di temperatura.
Tutto il resto, celle solari organiche, a concentrazione ed esoterismi vari in giro non se ne trova e la probabilità che i costi che rappresentino in futuro non siano proponibili.
Un motore tipo uno stirling che ha sollecitazioni minime in un ciclo moltro tranquillo, ha delle possibilità di vita che lo rendono molto economico rispetto a qualsiasi altra cosa con un ammortamento di dieci anni ed una aspettativa di vita di 20. Con resa variabile dal 10mo anno di vita in poi.
Ecco, perchè stiamo quì parlando di stirling.

Con certezza caro Living nessuno ti dirà mai nulla. E quella volta che trovi qualcuno che lo sa per certo non saprai tu se dargli credito o no. Oggi grazie ai ragazzini che intasano la rete non si trova più nulla di certo. Le industrie continuano a non divulgare nulla, anzi, si stanno uniformando a chi le spara più grosse anche loro.
Il fatto che il motore stirling si avvicini molto al rendimento di carnot vuol dire tanto e non vuole dire nulla. E sui motori stirling se nessuno li fa con cognizione di causa NASA esclusa, è un mal giudicare. I motori a combustione interna, raggiungono quei rendimenti termici e anche di più. Motori marini enormi raggiungono un rendimento anche vicino al 50%. Visti di persona e toccati con mano. Se si può dire di un motore grande come una villetta. Rapportarli ad uno stirling non è facile. Perchè il rendimento termico si basa fondamentalmente sul salto termico del ciclo. Per fare un buon rapporto bisognerebbe alimentare gli stirling allo stesso modo dei motori endotermici, cioè a combustibile ad alto potere calorico, sovralimentati e raffreddati di conseguenza poi vedere se con lo stesso salto termico l'energia prodotta è paragonabile. Non si può paragonare un motore a scoppio a benzina sovralimentato con un delta T di 1200K con un povero stirling alimentato con un delta T di 200K.
Credo che il sunto sia questo.
Se poi, decidiamo che gli stirling fanno cagher perchè con un delta T di 100K non producono un tubo, allora anche questo può essere vero. Bisogna anche tenere in considerazione quanto ci costa mantenere quel deltaT. Se è gratis ed il motore ci rende qualcosa anche se con un rendimento prossimo a quello di Carnot che può essere di (T2-T1)/T1 (470-370)/370=0.27 di magari 5kW termici che è 1.35kW all'albero potrebbe non essere male. Chiaramente non per ENEL...

Esattamente quello che intendevo io. Ma questo dato nessuno lo sa per certo visto che nessuno, almeno che io sia riuscito a trovare, NASA esclusa, ha mai fatto delle prove di quel tipo. Tutti (almeno quelli che ho visto) si limitano a far vedere che il motore gira, che è già tanto visto le costruzioni approssimative, ma nessuno di questi si sogna di rilevare la curva coppia e potenza in funzione del numero di giri che sarebbe la cosa più interessante.


Ovviamente sui motori a combustione interna c'è una conoscenza comune tecnologica non indifferente e oggi con i common rail, iniezione elettronica, turbo, intercoler, 4.75 valvole per cilindro ecc... si riesce a far resistere il motore a lungo e con un buon rendimento. E degli stirling nulla di fatto... forse perchè non ci si mette nessuno e quindi non c'è esperienza, forse perchè ancora i combustibili per combustione interna la fanno da padroni. Forse perchè il controllo di uno stirling non è cosa da poco, nel senso dimenticati che il numero di giri si riesca a farlo rimanere costante al variare del carico. Forse, tutte queste cose assieme lo fecero scartare a suo tempo e tutt'ora fa inorridire chi ci si avvicina.


In teoria il numero di giri di un motore stirling è più basso di un motore a combustione interna a causa del tempo di scambio di calore tra il fluido interno e quello esterno di riscaldamento/raffreddamento.
Il rendimento più alto a parità di salto di temperatura, che per un motore a combustione è la temperatura di camera di scoppio prima della combustione e la temperatura massima di combustione, quindi, la temperatura dei fluidi coinvolti nelle trasformazioni, e nello stirling è la differenza di temperatura del fluido nel ciclo freddo/caldo, è dovuto solamente al tipo di trasformazioni impiegate nel ciclo di funzionamento. A causa delle trasformazioni impiegate si ha il maggiore o minore rendimento, ovvero di energia termica convertita in lavoro rispetto a quella dissipata nell'ambiente. Pare che stia in questo, il vantaggio dello stirling nei confronti dei cicli otto, diesel, rankine, bryton.

Non è detto che non sia decollato per motivi tecnologici nè per motivi tecnici. Può anche darsi che non sia decollato perchè non ce n'era necessità o perchè si è evoluto di più il motore a scoppio. Perchè le auto elettriche non sono mai decollate? Perchè non avevano autonomia rispetto a quelle a carburante liquido. Ma ora che si preannunciano costi e problemi non più sostenibili, aggiungendo la tecnologia al LiIon nanotubizzato la macchina con motore elettrico diventa ogni giorno più vicina.
Ovviamente, del motore stirling ne faremmo volentieri a meno se non ci fosse la necessità di bruciare biomassa, per esempio, se l'energia elettrica ci costasse una cosa normale, perchè non avremmo dovuto firmare il protocollo di Kyoto come dei deficienti e se non avessimo avuto il terrore demenziale del nucleare degli anni passati.
Ora verranno fuori gli ambientalisti a romper i maroni e dello stirling non se ne parlerà più come sempre. Sarà mica sempre questa la causa del non sviluppo degli stirling?

Si, in effetti è uno dei fattori predominanti. Il costo di un motore, di un impianto fotovoltaico, una macchina elettrica devono essere proporzionati alle altre soluzioni in commercio. Se 1 litro di benzina mi costa 40 centesimi e 1 euro mi costa di tasse allora chi incassa le tasse ha tutto l'interesse di non mollare in favore di altro... Se poi le grandi compagnie petrolifere sono in combutta con i governi allora tutto si blocca. Tanto, i soliti "pecori" abbassano la testa e continuano a brucare...