Energia sostenibile

Impianti idroelettrici

Energia prodotta sfruttando salto (H), portata (Q)

Potenza P_e = ρgHQ

• Opere di presa
• Opere di convogliamento (condotto piano al punto di fare il salto idraulico)
• Opere vasca di carico
• Camera di carico (Piezocol)
• Condotta in pressione (Hydronic)
• Turbina idraulica (e. idraulica = e. mecc.)
• Macchina elettrorotante (e. m. = e. elettr.)
• Apparecchiature elettriche

• Fluente -> turbina assiale
• Serbatoio -> ing. turbina radiale usc. assiale

Portata -> varia in base alle stagioni

• Provvista = max Primavera/Autunno
• Avvicquasi = max estate

Curva di durata: Q quota tempo ho una certa portata

Salto

• londo
• netto
• legale

• la differenza
• salto lordo
• salto netto = lordo - perdite

Perdite

Distribuite Δh_cp= λLV² / 2gD

• Tubo rugoso = attivo

Perdo quota = dissipo in forma di prodotto di conico

• λ grande = + perdite -> flusso turbolento
• λ piccolo = - perdite -> tubo liscio

Energia trasportata: tubo -> laminare

Concentrate ogni volta che cambio sezione o cambiamenti bruschi

Selezione turbine

• Salto netto
• Portata Q
• Velocità spec.
• Velocità fuga
• Costo

Velocità di fuga V_max che può sostenere nel caso di conico ele. nullo se supera velocità si rompe

Potenza

P = M_tρgHQ

Tipo turbine

H Salto netto

Ns = legge pot. al salto velocità al rotatore necessario = curva es. pot. unitario x un salto di 1m numero specifico di giri

Ns = Np^1/2/H^5/4

Ns basso = radiale (Pelton)

Ns alto = assiale (Kaplan)

η_t = rendimento turbina 0,85-0,92 lavorano con portata ridotta in maniera differente

A letto fisso

Biomassa su una griglia e viene convinta a dimensioni grandi

A letto fluido

Efficiente ma il particolato

Massa piccola che circola nel letto fluido (aria) e poi gassata dimensioni fini

HHV -> Mi dice che il letto fluido è più efficiente, potere calorifico maggiore

Se produce con reazione di O2 no N2 e nonno CO2

Impianto Igcc

Biomassa entra nel reattore, impianto che prende ossigeno e bruciano (gassif.)

E mandiamo nella camera di combustione nelle turbine a gas e il gas esce caldo

E sfrutto calore a produrre vapore ad alta T che si espande nella turbina

A vapore, e il gas viene pulito purificato e nella camera di combustione.

Gas nel reboiler nella torre, prima della torre impianto a vapore topper bottom e riflessatore

Combustione biomassa

Contenuto energetico biom -> diventa calore (sfrutto aria) esotermica

Ho un eccesso di aria x assicurazione di bruciatura tutta la biomassa

• Carbonio C
• Idrogeno H
• Ossigeno O

Componenti biomassa: tanto adotto ente tanto esce, monon recente, ho fiamose di Nox

Ta adiabatico, molto alta

Prodotto colore e energia temperatura bassi

Liquefazione

Sfrutta temperatura costruite e grande pressione

Prodotto H2 non quantificati, producono liquido tanto, ma rispetto ai pirulsi costa tanto e non si può mettere ovunque

Scheda Fotovoltaica:

• fotoni inscmbtls
• inscssa densità di enrgia
• smaltimento delicato
• costi ridotti

Funzionamento

Sole entra nel pannello, energia fotoni assorbita dagli elettroni, i semiconduttori fondamentali assorbono fotoni - si usa onda _silic

energia fornita dai fotoni fa spostare gli elettroni che lasciano uno ocluso e si rendono disponibili x ne costituire

accadono fenomeni positivi: contrapposte agl ^e negativo

Gli elettroni x saltare hanno bisogno di una certa energia da forn

E singol foton = _1,23 eV

Silicio e ^1,1e - Volt

• energia di banda del silicio x far saltare l'e^- allo stato di valenza
• le forme ha una energia corretta x far saltare l'elettrone del silicio

L'e^- è bassa - riscaldamento celle (assorbito calore ma non fa salto elettronica)E alta - salto elettronico ma l'energia in eccesso riscalda la cella

ie ^Pb/L è proprio rallentador la cella

Composizione PV

2 semiconduttori ^{(+) (–)} in contatto grazie a una giuntura

• circuito aperto = accumulo di cariche
• circuito chiuso = inserisco un fluido che metta in contatto i 2 semi e prodotto e.ele

cella = diodo e 0,6/0,7 V di tensione

massimo e repouso quando road. dal pannello (noⁱ)

Efficienza = _15%

Il limite tecnico di rendimento raggiungibile

massimo efficienza ^{altment.ideali}, verto x non far uscire irragg

• 30%: possibili considerato ie mater male tecn _{non arriva proprio 1,7 eV}
• -30%: perché so troppo energetico dissip in colore
• -10%: combinazione lacuno - elezione, creo perkolte

I corrente

• Isc = tecnica
• Voc = tensa montetti

P^max = caratteristica tensione

P_S = Potenza radiostone sobre incidenze

Cella elementare

^{tante celle formano moduli - tanti moduli formano l’array —> generano corrente continua}, doppia reflessolar cells

Super = 1^0cm2

V = 0,6 V

P = 1.2W

• 4 celle ^seriale (^{4 stringa di celle})

• 1 celle = 2W
• quadro = 3,6V

Cicli termodinamici

Rendimento glo: ^W/_Qi coeff di prestazione cop = ¹/_M

Portata combustibile per sfrigionare Q_i

M = ^W/_Qi = ^W/_(MC-LHV)

Q_i = MC • LHV

Ciclo ideale = macchina ideale = fluido ideale

Ciclo limite = macchina ideale = fluido reale

Ciclo reale = macchina reale = fluido reale

Rendimento sist m in //

M = (ω₁ + ω₂) = ^{M₁Q_in1 + M₂Q_in2}/_{(Qin1 + Qin2)} = ^{(Q_in1 + Q_in2)}/_{(Qin1 + Qin2)}

Rendimento sistemi in serie

M = ^W/_{Q in} sistema

M_s = (ω₁ + ω₂) = N₁ + N₂ - M₂/M₁

Compressione

1-2S = compressione ADIABATICA (iso-s) ideale

1-2ad = compressione DIABATICA (reale) aumentata

1-2t = compressione ISOTERMICA (iso-t) solo se sottraggio calore

● Isotermica = se lavoro ritirato t minore rispetto all’adiabatica e coincide con le calore scombusto (sotto tratto)

● Isoneotropico = e reversibile, pv^{γ =} cost γ = cp/cv

Espansione

R: ^W/_Qi

Rendimento iso-s

M_s = ^W_s/_ωad (ombre)

M_s = ^W_ad/_ωs

Condensatore

- È la sorgente motrice, infatti attua lo scambio con l'ambiente

• Trasporto di fase (interna)
• Condensa un ampio prospetto di vapore (acqua demineralizzata)
• Abbassare P e T di scarico della turbina fino a 0,05 bar (vuoto)
• Il vuoto si mantiene nel condensatore.
• Rimuovere degas non condensabili (eliosfere e compressori)

Quando condenso (attraverso tubo) a P e T = k

Aumenta DTU = rendimento + calore.

AT1, LTU e Range

Ts = k

Tri = Temperatura refrigerante in ingresso

Ho bisogno di una grande quantità di acqua: ho anche un range

Minimo, RTU su P0 10°C

Abbassato = si abbassa la Ts, aumenta M

ΔTs = Tru + DTU = Tri + Range + DTU

Calcolo portata raffreddamento

• Mv = (hvap.in - hcond.out) = m.cp. (Tru - Tri)
• Mv = x - r = mr.cp. (Tru - Tri) = Range

Conducsore:

Calcore sensibile e latente di vapore

Superficie di scambio

Q = ks ΔTml

Trattamento tubieri con acqua fredda e vapore caldo esterno S = n.T.DEL = numero tubi e diametro

ΔTme = Range / [En (Tsat - Tri) / (Fsat - Tru)]

-

Condensatore a superficie

• I vapori entrano e si muovono a zig-zag per aumentare il tempo di residenza
• - Favorisce il scambio termico (Case di condensatori)
• - Ci vogliono pompe con grande potenza
• - Vicino ad ambienti acquosi
• - Acqua salata croccata
• - Problemi ombrafura do conservazione

-

Condensatore ad aria

• Toma dipende dal clima. P > della _la acque
• Superficie grande (non scambio neodcorea rispetto ngidqacqua)
• - Prezzo bemdo ed locale

- Estrattore _{bo bi} gas incondensabile, pompe a getto, vapore vena fatto passare con radius crea l'depressura che aspira le condensatore P < Pound