GENERATORI TERMOACUSTICI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA

termoacustica_stufa_termoacustica_stufa_generatore_termoacustico_2.jpgTermoacustica
Nella tecnica termoacustica la conversione dell’energia termica, anche solare, in energia elettrica avviene attraverso la generazione di energia acustica (suoni monotonali o di una unica frequenza), che possono superare 190dB, e successiva conversione di energia acustica in energia elettrica. I rendimenti ottenuti fino ad ora sono arrivati al 42% del rendimento delle macchine ideali di Carnot e, quindi, maggiori dei migliori motori a combustione interna ed esterna che, notoriamente, hanno rendimenti tra il 20-40% (a ciclo Otto e Diesel) e fino a 38% (a ciclo Stirling ).
Il motore termoacustico è composto essenzialmente da quattro parti: 
un contenitore ermetico risonante contenente elio, argon e loro miscele, ad una pressione statica predefinita,
il rigeneratore o lo “stack”,
due scambiatori di calore e
un attuatore lineare, o piezoelettrico, che converte le vibrazioni della membrana o pistone oscillante in energia elettrica.
Il motore termoacustico non ha cinematismi rotanti, superfici e tenute striscianti, non ha lubrificanti o sistemi di lubrificazione, impiega gas di lavoro naturali, è policombustibile e, inoltre, può utilizzare calore a bassa temperatura (solare termodinamico e tradizionale). I vantaggi disponibili sono numerosi: affidabilità, friendness (amichevolezza) con l’ambiente, costi di produzione ridotti, assenza di manutenzione, semplicità e affidabilità. 
Attualmente i motori termoacustici sono in fase di sviluppo prestazionale presso il Los Alamos National Laboratory (LANL), Penn State University (PSU), Naval Postgraduate School (NPS), tutte americane. Tali centri di ricerca pubblica hanno spesso sponsorizzazioni finalizzate allo sviluppo dei motori per applicazioni spaziali. Ad esempio nel 2004 la Northrop Grumman Space Technology e il LANL hanno costruito un generatore termoacustico con una efficienza relativa del 18% e con una densità di energia che può spingersi fino a 8,1 W/kg. Da evidenziare che la Fellows, società americana, ha in corso di sviluppo motori termoacustici con rendimenti ancor maggiori di quelli rilevati dal LANL. Le densità di potenza elettrica sono dell’ordine di 5 W/kg.
Si prevede che i motori termoacustici possano entrare nello sviluppo industriale entro 3-5 anni. In questo ambito si prevedono innovazioni di rilievo (invenzioni e brevetti d’utilità) riguardanti il motore stesso e i suoi componenti.
Da sottolineare la possibilità di utilizzare la tecnologia termoacustica anche per generare freddo in modo analogo alle macchine tradizionali a ciclo inverso. E’ proprio in questa direzione che vedremo i frigoriferi commerciali entro 2-3 anni come già è stato preannunciato dal team di ricerca della PSU.
Quando i motori termoacustici saranno abbinati ai refrigeratore termoacustici si potrà disporre di un sistema di tri-generazione molto compatto, potenzialmente alimentabile con biomassa, biocombustibile, gas naturale, solare e cascami di calore o di processo. Il LANL e PSU stanno lavorando in questa direzione.

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GENERATORI TERMOACUSTICI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIAultima modifica: 2011-02-05T17:40:03+01:00da r-maxim
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