Turbina eolica termica?

[BaudouinLabrique]

Al fine di ampliare le possibilità di raggiungere più membri, inserisco qui ciò che ho già pubblicato altrove ma raggruppato per evitare di dover rispondere a domande le cui risposte erano già sotto i link proposti. pertanto, prima di criticare, contestare, grazie per esserti preso la briga di leggere il più possibile quanto riportato sotto i link proposti.

Per produrre calore in Low tech esiste una soluzione che è stata però sviluppata in Danimarca fin dal primo shock petrolifero: TURBINA EOLICA TERMICA ! Sistema che sfrutta l'effetto Joule (calore prodotto dal freno idraulico).

« L'aerogeneratore termico è un sistema che converte l'energia eolica in calore immagazzinato, quando non serve, in un serbatoio d'acqua ben isolato. Questi sistemi sono probabilmente il modo più pratico ed economico per utilizzare l'energia eolica in una casa oggi. »
(Mc Cutcheon, Sean, Wind Power, Ottawa, Office of Conservation and Renewable Energy, 1981, p. 14: citato da https://www.btb.termiumplus.gc.ca/tpv2a ... R%20HEATER)

« Un generatore di calore basato su questo principio è semplicemente simile a una ruota a pale azionata dal vento inserita in un serbatoio d'acqua isolato termicamente. »

Qual è il mio caso e il mio progetto personale: “ È anche possibile accoppiare una turbina eolica meccanica ad una pompa di calore, che può essere meno costosa rispetto all'utilizzo di una caldaia a gas o di una pompa di calore elettrica alimentata da una turbina eolica (turbina eolica dedicata alla produzione di energia elettrica). »
(Cf. https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html)

Questo sistema potrebbe quindi essere collegato interrato (in modo da migliorare lo scambio termico) al collettore del circuito dell'acqua glicolata (vedi foto); è accessibile a circa 20 m dal luogo dove è già presente un cubicolo che questa volta non sarà più utilizzato come riserva di acqua piovana, ma come serbatoio di generazione del calore e di supporto all'aerogeneratore.

Alla luce di quanto segue, questa tipologia di aerogeneratore, che produce direttamente calore, appare senza dubbio la soluzione migliore: "Questa tecnologia ha un rendimento da 2 a 3 volte superiore rispetto alla versione indiretta, cioè prevedendo la fase di conversione in elettricità”.

Il calore così prodotto viene poi utilizzato direttamente per riscaldare l'acqua glicolata nel circuito geotermico della pompa di calore.
Una turbina eolica Savonius (a bassa quota circa 4 m) che produce calore per effetto Joule tramite il freno idraulico esercitato potrebbe allora fare il trucco.

L'accessibilità del sistema permetterebbe anche, dopo una prima installazione, da un lato, di ottimizzare l'altezza dell'albero e, dall'altro, di tentare di aggiungere giudiziosamente un rotore Darrieus H ad esso più in alto (posizionato più in alto e asincrono) per aumentare le prestazioni se necessario
(Cf. http://www.retrouversonnord.be/HYBRIDE- ... RRIEUS.pdf).

Senza l'intermediario (penalizzante) che è la produzione di elettricità, ci sono quindi significativamente meno perdite e anche attrezzature meno costose (generatore di elettricità, dispositivi elettronici di conversione, pompa, elettrovalvole... e tutto, fonti di potenziali danni).

NB Questo libro in inglese è parzialmente accessibile su Google Libri: https://books.google.be/books?id=mEtBN5 ... 2C&f=false

Eppure, sorprendentemente, quasi ignorato dalle autorità e da altri promotori delle energie rinnovabili, " l'aerogeneratore che produce calore risolve i principali difetti dell'energia eolica, ovvero: la sua bassa densità energetica e la sua intermittenza ". È quindi opportuno " l'utilizzo di modelli simili per la produzione di calore consente di ridurre i costi della loro "energia incorporata" ("energia incorporata": energia necessaria durante la vita di un prodotto, escluso l'uso: produzione, trasporto, manutenzione, riciclaggio, ecc.), nonché aumentandone la durata e migliorandone le prestazioni '.
« […] nel caso del microeolico Savonius utilizzato dagli scienziati come modello (diametro del rotore 0,5 m, altezza dell'albero 2 m), i calcoli hanno permesso di determinare che il diametro ottimale dell'elica era di 0,388 m. » ; “[i][…] l'aerogeneratore Savonius, invece, risulta essere un ottimo candidato per la produzione di calore: questo piccolo eolico è riuscito a generare fino a 1 kW di potenza termica (a una velocità del vento di 15 m/s). »
(Dettagli : https://www.researchgate.net/profile/Yu ... achine.pdf )

Estratto dal mio studio sull'argomento e accessibile qui (da pagina 4): https://www.retrouversonnord.be/glycolee.pdf

Photo: https://www.retrouversonnord.be/Eolienne-thermique.jpg

DETTAGLI :

" La produzione di energia rinnovabile è quasi interamente dedicata alla generazione di energia elettrica. Tuttavia, l'energia che utilizziamo di più è sotto forma di calore, che può essere prodotto solo indirettamente da pannelli fotovoltaici o turbine eoliche con un rendimento piuttosto basso. Un collettore solare termico consente di evitare la fase di conversione in elettricità e quindi fornisce energia termica rinnovabile in modo diretto e più efficiente."

" La generazione diretta di calore è meno costosa, può (a seconda delle condizioni) essere più efficiente ed è più sostenibile della generazione indiretta di calore".

" L'energia solare termica può essere utilizzata per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento o per processi industriali. Inoltre, questa tecnologia rende da 2 a 3 volte superiori rispetto alla versione indiretta, cioè coinvolgendo la fase di conversione in energia elettrica."

"L'equivalente diretto dell'energia eolica è il mulino, una tecnica ancestrale nota a tutti e vecchia di almeno 2 anni. L'energia rotazionale del rotore veniva trasmessa direttamente all'albero di una macchina, che sia essa una sega per legno o una graniglia ruota. Anche se antico, questo metodo conserva oggi tutta la sua attualità, soprattutto se abbinato a nuovi sistemi, in quanto offre prestazioni migliori solo convertendo l'energia in elettricità e poi di nuovo in energia rotazionale.[/i]"

“Un altro fattore importante è la riduzione del costo dell'accumulo termico, dell'ordine del -60-70% rispetto a una soluzione in batteria o all'utilizzo di generatori di backup."

"Quindi convertire l'energia eolica o solare direttamente in calore (o energia meccanica) può avere un'efficienza maggiore rispetto a quando avviene una conversione energetica. Ciò significa che sono necessari meno convertitori di energia solare o eolica - e quindi meno spazio e risorse - per fornire un data quantità di calore. In breve, l'aerogeneratore che produce calore risolve i principali limiti dell'energia eolica, vale a dire: la sua bassa densità energetica e la sua intermittenza."

" Infine, la produzione di calore diretto migliora significativamente la redditività e la durata dei piccoli impianti eolici. Gli esperimenti hanno dimostrato che i piccoli aerogeneratori che producono elettricità hanno rendimenti molto scarsi e non sempre producono abbastanza energia per compensare quella necessaria alla loro fabbricazione. 12 D'altra parte, l'utilizzo di modelli simili per produrre calore consente di ridurre la loro "energia incorporata" ("energia incorporata": energia necessaria durante la vita di un prodotto, escluso l'uso (produzione, trasporto, manutenzione, riciclaggio, ecc. . .)) e dei costi, oltre ad aumentarne la durata e migliorarne le prestazioni."

" Le prestazioni di una delle prime piccole turbine eoliche danesi per la produzione di calore sono state testate ufficialmente. Il Calorius tipo 37 – alto 9 metri e dotato di un rotore di 5 metri di diametro – produceva 3,5 kilowatt di calore per una velocità del vento di 11 m/s (brezza forte, Beaufort 6). Questo è paragonabile al calore prodotto da caldaie più piccole utilizzate per il riscaldamento degli ambienti. Tra il 1993 e il 2000, la società danese Westrup ha costruito un totale di 34 turbine eoliche, 17 delle quali erano ancora in funzione nel 2012"

" Una turbina eolica a freno idraulico più grande (7,5 metri di diametro, 17 metri di albero) fu costruita nel 1982 dai fratelli Svaneborg e riscaldò la casa di uno dei due (mentre l'altro aveva optato per una turbina eolica e un sistema di riscaldamento elettrico). Composta da 3 pale in fibra di vetro, la turbina eolica ha prodotto fino a 8 kilowatt di calore, secondo misurazioni non ufficiali, che è paragonabile alla potenza erogata dal boiler elettrico di una piccola casa unifamiliare. 7"
https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html

AMMORTAMENTO :

Si ammortizza velocemente: gli studenti francesi hanno infatti stabilito quanto segue:

"In questa parte, vogliamo confrontare il costo dell'utilizzo di uno scaldabagno elettrico convenzionale e del nostro sistema. Consideriamo un pallone di volume [...]
Ipotizzando un prezzo del kWh di 0,17 € (mentre il prezzo del kWh sarà probabilmente più alto nel prossimo futuro), l'uso di uno scaldabagno elettrico ha un costo annuo di 745 €.
Il costo di una turbina eolica da 200W a bassa tecnologia è di circa 350€ [3]. Stimando la parte mixer allo stesso costo, arriviamo ad un costo completo del nostro impianto di 700€. Quindi otteniamo il nostro ritorno sull'investimento in circa 1 anno."
e infatti, poiché il prezzo del kWh in Belgio è triplo, l'ammortamento sarà effettuato in 4 mesi per l'ECS.
https://www.retrouversonnord.be/HotEole ... eolien.pdf

[Ahmed]

Se l'obiettivo è produrre calore, è più facile e razionale procedere direttamente e non passare attraverso la produzione di un vettore intermedio come l'elettricità.
Tuttavia, se si considera che il calore è una forma degradata di energia (il che non significa che sia inutile!), si comprende l'interesse della produzione di energia elettrica che ha molti usi, più vari e più pregiati: si parla giustamente di exergia per caratterizzare questo gradiente negli usi.

[BaudouinLabrique]

Se l'obiettivo è produrre calore, è più facile e razionale procedere direttamente e non passare attraverso la produzione di un vettore intermedio come l'elettricità.
Tuttavia, se si considera che il calore è una forma degradata di energia (il che non significa che sia inutile!), si comprende l'interesse della produzione di energia elettrica che ha molti usi, più vari e più pregiati: si parla giustamente di exergia per caratterizzare questo gradiente negli usi.

"l'interesse della produzione di energia elettrica", direte voi, ma come descritto con scarsi risultati e costosi intermediari e fonti di danno e con una durata limitata (vedi il mio post introduttivo).

NB L'ossessione per tutto elettrico ha fatto dimenticare o ignorare le virtù del Low tech e in più che consente l'accesso all'autonomia dei cittadini non solo più facile, più sostenibile ma anche molto più conveniente finanziariamente (significativamente meno materiale e realizzabile che con il riciclaggio).

[Ahmed]

È possibile che le energie rinnovabili siano poco adatte alla produzione di energia elettrica per la loro natura diffusa e per le perdite legate al processo, ma per certi usi prevale la qualità di questo vettore che può compensare queste limitazioni.
Siamo perfettamente d'accordo, come ho già precisato, sul fatto che la produzione diretta di acqua calda sia più semplice e richieda anzi apparecchiature meno sofisticate, come lo scaldabagno solare che per questi motivi è diffuso ovunque.

[sicetaitsimple]

Ovviamente mi sembra più "comodo" creare un nuovo thread piuttosto che rispondere alle domande che sono state poste sul precedente....energie-rinnovabili/mulino-ad-acqua-energia-idraulica-e-riscaldamento-t11531-20.html.
Mi limiterò a copiare l'ultimo:
"Noto solo che mescoli tutto, intenzionalmente o meno. Perché nel tuo primo post scrivi:
“Alla luce di quanto segue, questa tipologia di turbina eolica che produce direttamente calore, appare senza dubbio la soluzione migliore: “Questa tecnologia ha un rendimento da 2 a 3 volte superiore rispetto alla versione indiretta, cioè prevede la fase di conversione in elettricità”.
mentre quello che è scritto nel tuo articolo è:
"L'energia solare termica può essere utilizzata per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento o per processi industriali. Inoltre, questa tecnologia ha un rendimento da 2 a 3 volte superiore rispetto alla versione indiretta, cioè che prevede la fase di conversione in energia elettrica".

Di cosa stai parlando? Solare termico o eolico?

[BaudouinLabrique]

Ovviamente mi sembra più "comodo" creare un nuovo thread piuttosto che rispondere alle domande che sono state poste sul precedente....energie-rinnovabili/mulino-ad-acqua-energia-idraulica-e-riscaldamento-t11531-20.html.
Mi limiterò a copiare l'ultimo:
"Noto solo che mescoli tutto, intenzionalmente o meno. Perché nel tuo primo post scrivi:
“Alla luce di quanto segue, questa tipologia di turbina eolica che produce direttamente calore, appare senza dubbio la soluzione migliore: “Questa tecnologia ha un rendimento da 2 a 3 volte superiore rispetto alla versione indiretta, cioè prevede la fase di conversione in elettricità”.
mentre quello che è scritto nel tuo articolo è:
"L'energia solare termica può essere utilizzata per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento o per processi industriali. Inoltre, questa tecnologia ha un rendimento da 2 a 3 volte superiore rispetto alla versione indiretta, cioè che prevede la fase di conversione in energia elettrica".

Di cosa stai parlando? Solare termico o eolico?

Ignoro il processo (errato) di intenti.

Per il resto mi sembrava ovvio: eolico, beh! ; Non mescolo proprio niente perché non ne ho MAI parlato solare termico! Si tratta qui (forse è necessario ripeterlo) di calore prodotto non dal sole dal vento!

Mi stanno cadendo le braccia!

[sicetaitsimple]

sul fatto che la produzione di acqua calda in modo diretto è più semplice e richiede, appunto, materiali meno sofisticati, come lo scaldabagno solare che per questi motivi è diffuso ovunque.

È completamente discutibile.
Da un lato perché, almeno alle nostre latitudini, uno scaldabagno solare richiede un'integrazione elettrica non lontana dal 100% del fabbisogno dei mesi invernali.
Dall'altro perché si tratta essenzialmente di impianti idraulici soggetti a fortissime escursioni termiche giornaliere che non è necessariamente “semplice” far funzionare nel tempo senza interventi di manutenzione, tanto più che generalmente avviene sul tetto.

[sicetaitsimple]

Mi stanno cadendo le braccia!

E anche il tuo rapporto di prestazioni da 2 a 3 ... Rileggi la tua fonte.

[BaudouinLabrique]

Mi stanno cadendo le braccia!

E anche il tuo rapporto di prestazioni da 2 a 3 ... Rileggi la tua fonte.

Questo è il risultato delle osservazioni e mi sembra logico visto che non ci sono intermediari e conversione per natura frenante
(ricordo : https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html)

[Ahmed]

Ho menzionato il solare termico (che funziona bene nei casi appropriati) perché sono molto più riservato sulle possibilità del piccolo vento presentato qui.