Re: Veicoli ad aria
Inviato da Max_Piano il 21/3/2006 11:51:53
Ciao ziomao,
come diceva Franco8, per prima cosa occorre chiedersi "cosa vuol dire auto ecologica ?"
Dire che un'auto è ecologica "solo" perchè non inquina è fuorviante : se l'auto è elettrica ( come le auto elettriche appunto o indirettamente quella ad aria ) bisogna chiedersi quanto siano efficienti e quanta corrente consumano perchè la corrente elettrica ha un alto costo economico ed ambientale.
Quindi l'auto ecologica al 100% non esiste ( tranne forse i risciò
)
Detto questo l'unica è passare all'aspetto tecnico.
Io seguo una strada diversa.
Calcoliamo quanto peso serva per avere un'autonomia decente.
Dai dati leggiamo che l'aria nella Eolo sarebbe stipata in bomboloni a circa 300 bar di pressione : a tale pressione l'energia immagazzinata ha una densità di circa 50 Wh/kg.
In pratica ogni kg di aria equivale a una lampadina da 50W tenuta accesa per un'ora.
La benzina ha una energia specifica di 10000 Kcal/kg ovvero 12 kWh/Kg
Le batterie hanno una densità energetica variabile che dipende dal tipo di elemento usato : diciamo che le migliori sono quelle a ioni di litio che raggiungono i 150 KWh/Kg
Nel caso delle batterie questi valori tengono già conto del peso del "contenitore" ( la pila ) mentre nel caso dell'aria e della benzina dovremmo aggiungere il peso di bombole e serbatoio (che per semplicità non consideriamo)(ma per esperienza sappiamo quanto una bombola sia pesante!).
Dobbiamo a questo punto considerare le efficienze dei motori.
Il motore a benzina ha una efficienza molto bassa che in teoria è attorno al 20% mentre più realisticamente del 15%.
In pratica ogni 100 euro che spendiamo in benzina, 85 euro li usiamo per scaldare l'aria.
Il motore ad aria della Eolo ha, secondo le specifiche, una efficienza del 70% ( su cui occorre però tornare ).
I motori elettrici sono praticamente perfetti perchè hanno una efficienza del 90-95%.
Se convertiamo i nostri calcoli in energia efficace (kWh/Kg) abbiamo densità
aria _______________ 35
benzina ____________ 1800
batterie ioni litio _____ 140
Quindi rispetto alla benzina abbiamo un incremento del peso pari a 15 volte nel caso delle batterie e fino a 50 volte nel caso dell'aria !
Esempio:
consideriamo un classico serbatoio da 50 litri di benzina : il peso è di circa 40 Kg (peso specifico benzina ~0.75)
per avere la stessa autonomia ci servirebbero ben 600 kg di batterie e addirittura 2000 kg (cioè 2 tonnellate circa il peso di tre smart ) di aria !!!
La mia domanda : per quale strana ragione dovremmo portarci dietro 2 tonnelate di aria ?
Più peso significa più consumi e quindi ... altra aria ... ?
C'è molto di più da dire !
Dai dati sappiamo che l'occupazione volumica dell'aria a 450 bar è dell'ordine dei 2 litri/kg quindi a 300 bar (pressione massima da usarsi su un autoveicolo) tale valore scenderebbe ulterioremente.
Bene : per portarci dietro la nostra zavorra di 2 tonnellate (che fa consumare una quantità assurda di preziosa energia) avremmo bisogno di usare un volume di 4-5 metri cubi : per fare un paragone immagina di riempire tutta la parte posteriore di una smart, da dietro i sedili anteriori (con quelli posteriori ribaltati) fino al portellone con aria : non arriveremmo a 4 mc.
Il tutto con un peso complessivo pari a 4 smart (1 + 3 di aria)
Senza contare che le bombole in carbonio sono ancora da studiare quindi avremmo pesi ancora superiori !!!
Non male davvero una utilitaria da 3 tonnelate !
L'efficienza del motore ad aria è aggravato da tutti quegli inconvenienti tecnici di cui si parlava nell'articolo di Baiardi incluso il fatto che, a differenza del motore elettrico, non è in grado di recuperare energia in frenata (utilissimo in città !) attraverso freni elettromagnetici migliorando l'efficienza "su strada".
Pensare di decomprimere aria a 300 atmosfere come se niente fosse è semplicemente ridicolo (l'aria raggiunge gli 80 gradi sotto zero!) quindi servirebbero impianti di riscaldamento di qualche tipo per evitare l'ostruzione completa dei condotti a causa del congelamento dell'umidità comunque presente.
L'alta complessità di un motore ad aria lo renderebbe costoso sia in termini economici che volumici.
Indubbiamente nel caso delle batterie rimane il problema del riciclaggio delle batterie usate e del rispetto ambientale nel loro processo produttivo : discorso che però non è per niente diverso da quello di qualsiasi altro prodotto (basti pensare alle schede per computer ad esempio o le batterie tradizionali delle autovetture, cellulari, ecc,,,)
Citazione:
Non credo proprio ! Le difficoltà costruttive se valessero il gioco lo renderebbero di fatto un monopolio per molto, moltissimo tempo, molto più che le tecnologie elettriche.
Il fatto che usino aria non le rende tecnologie affatto economiche !
Sarebbe come paragonare il motore di una panda con quello di una F1 ... beh ... il principio è semplice ma ...
In ogni caso il discorso sarebbe riduttivo se non facessimo considerazioni di mercato : le auto elettriche sono efficienti, collaudate e hanno già una loro piccola nicchia ma faticano a diffondersi : l'auto ad aria andrebbe ad inserirsi nella stessa piccola nicchia.
Inoltre è più facile ricaricare una batteria che bomboloni ad aria che richiedono impianti particolari quindi verrebbero richiesti enormi sforzi per adottare una tecnologia che più di tanto non può offrire ( mentre le batterie sono in continua evoluzione : già ora si parla di densità di 200kWh/kg )
Io credo che il futuro non saranno le auto a benzina, nè quelle a batteria, nè quelle ad aria ma le batterie a pile a combustibile basate su tecnologia a idrogeno di cui esistono già numerosi prototipi.
come diceva Franco8, per prima cosa occorre chiedersi "cosa vuol dire auto ecologica ?"
Dire che un'auto è ecologica "solo" perchè non inquina è fuorviante : se l'auto è elettrica ( come le auto elettriche appunto o indirettamente quella ad aria ) bisogna chiedersi quanto siano efficienti e quanta corrente consumano perchè la corrente elettrica ha un alto costo economico ed ambientale.
Quindi l'auto ecologica al 100% non esiste ( tranne forse i risciò
) Detto questo l'unica è passare all'aspetto tecnico.
Io seguo una strada diversa.
Calcoliamo quanto peso serva per avere un'autonomia decente.
Dai dati leggiamo che l'aria nella Eolo sarebbe stipata in bomboloni a circa 300 bar di pressione : a tale pressione l'energia immagazzinata ha una densità di circa 50 Wh/kg.
In pratica ogni kg di aria equivale a una lampadina da 50W tenuta accesa per un'ora.
La benzina ha una energia specifica di 10000 Kcal/kg ovvero 12 kWh/Kg
Le batterie hanno una densità energetica variabile che dipende dal tipo di elemento usato : diciamo che le migliori sono quelle a ioni di litio che raggiungono i 150 KWh/Kg
Nel caso delle batterie questi valori tengono già conto del peso del "contenitore" ( la pila ) mentre nel caso dell'aria e della benzina dovremmo aggiungere il peso di bombole e serbatoio (che per semplicità non consideriamo)(ma per esperienza sappiamo quanto una bombola sia pesante!).
Dobbiamo a questo punto considerare le efficienze dei motori.
Il motore a benzina ha una efficienza molto bassa che in teoria è attorno al 20% mentre più realisticamente del 15%.
In pratica ogni 100 euro che spendiamo in benzina, 85 euro li usiamo per scaldare l'aria.
Il motore ad aria della Eolo ha, secondo le specifiche, una efficienza del 70% ( su cui occorre però tornare ).
I motori elettrici sono praticamente perfetti perchè hanno una efficienza del 90-95%.
Se convertiamo i nostri calcoli in energia efficace (kWh/Kg) abbiamo densità
aria _______________ 35
benzina ____________ 1800
batterie ioni litio _____ 140
Quindi rispetto alla benzina abbiamo un incremento del peso pari a 15 volte nel caso delle batterie e fino a 50 volte nel caso dell'aria !
Esempio:
consideriamo un classico serbatoio da 50 litri di benzina : il peso è di circa 40 Kg (peso specifico benzina ~0.75)
per avere la stessa autonomia ci servirebbero ben 600 kg di batterie e addirittura 2000 kg (cioè 2 tonnellate circa il peso di tre smart ) di aria !!!
La mia domanda : per quale strana ragione dovremmo portarci dietro 2 tonnelate di aria ?
Più peso significa più consumi e quindi ... altra aria ... ?
C'è molto di più da dire !
Dai dati sappiamo che l'occupazione volumica dell'aria a 450 bar è dell'ordine dei 2 litri/kg quindi a 300 bar (pressione massima da usarsi su un autoveicolo) tale valore scenderebbe ulterioremente.
Bene : per portarci dietro la nostra zavorra di 2 tonnellate (che fa consumare una quantità assurda di preziosa energia) avremmo bisogno di usare un volume di 4-5 metri cubi : per fare un paragone immagina di riempire tutta la parte posteriore di una smart, da dietro i sedili anteriori (con quelli posteriori ribaltati) fino al portellone con aria : non arriveremmo a 4 mc.
Il tutto con un peso complessivo pari a 4 smart (1 + 3 di aria)
Senza contare che le bombole in carbonio sono ancora da studiare quindi avremmo pesi ancora superiori !!!
Non male davvero una utilitaria da 3 tonnelate !
L'efficienza del motore ad aria è aggravato da tutti quegli inconvenienti tecnici di cui si parlava nell'articolo di Baiardi incluso il fatto che, a differenza del motore elettrico, non è in grado di recuperare energia in frenata (utilissimo in città !) attraverso freni elettromagnetici migliorando l'efficienza "su strada".
Pensare di decomprimere aria a 300 atmosfere come se niente fosse è semplicemente ridicolo (l'aria raggiunge gli 80 gradi sotto zero!) quindi servirebbero impianti di riscaldamento di qualche tipo per evitare l'ostruzione completa dei condotti a causa del congelamento dell'umidità comunque presente.
L'alta complessità di un motore ad aria lo renderebbe costoso sia in termini economici che volumici.
Indubbiamente nel caso delle batterie rimane il problema del riciclaggio delle batterie usate e del rispetto ambientale nel loro processo produttivo : discorso che però non è per niente diverso da quello di qualsiasi altro prodotto (basti pensare alle schede per computer ad esempio o le batterie tradizionali delle autovetture, cellulari, ecc,,,)
Citazione:
Le tecnologie pericolose non sono quelle costose, che richiedono forti investimenti come le auto elettriche, ma quelle semplici che qualunque cinese puo' produrre nel sottoscala; una bombola e un motore del piffero.
Non credo proprio ! Le difficoltà costruttive se valessero il gioco lo renderebbero di fatto un monopolio per molto, moltissimo tempo, molto più che le tecnologie elettriche.
Il fatto che usino aria non le rende tecnologie affatto economiche !
Sarebbe come paragonare il motore di una panda con quello di una F1 ... beh ... il principio è semplice ma ...
In ogni caso il discorso sarebbe riduttivo se non facessimo considerazioni di mercato : le auto elettriche sono efficienti, collaudate e hanno già una loro piccola nicchia ma faticano a diffondersi : l'auto ad aria andrebbe ad inserirsi nella stessa piccola nicchia.
Inoltre è più facile ricaricare una batteria che bomboloni ad aria che richiedono impianti particolari quindi verrebbero richiesti enormi sforzi per adottare una tecnologia che più di tanto non può offrire ( mentre le batterie sono in continua evoluzione : già ora si parla di densità di 200kWh/kg )
Io credo che il futuro non saranno le auto a benzina, nè quelle a batteria, nè quelle ad aria ma le batterie a pile a combustibile basate su tecnologia a idrogeno di cui esistono già numerosi prototipi.
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