Motore Stirling Solare - Calore in Elettricita' 10 - 35 kw

Motori Stirling - Vendita - Risorse varie
Ottimo sito in italiano che descrive le tecnologie di concentrazione solare, incluso il solare termodinamico con motori Stirling
IL SOLARE TERMODINAMICO ITALIANO . vedi: Dish Stirling

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Keimei
Ambiente ed Energia, Logistica sostenibile e Mobilità, IT e Sicurezza infrastrutturale, Wide Area Wireless Network

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La cogenerazione è la produzione combinata di elettricità e calore. Nella cogenerazione queste due forme di energia, cioè l’elettricità e il calore, vengono prodotte in cascata, con un unico sistema.
In un impianto convenzionale per la produzione di energia elettrica, l’energia chimica del combustibile, trasformata in energia termica tramite combustione, viene utilizzata in un ciclo di potenza che la trasforma in elettricità. Il calore di scarto del ciclo viene disperso nell’ambiente ottenendo così rendimenti di primo principio del 40-50%.
Con un impianto di cogenerazione, invece, il calore di scarto non viene disperso, ma recuperato per essere poi utilizzato in vario modo. In questo modo la cogenerazione raggiunge un’efficienza superiore anche al 85%. Si elencano in estrema sintesi i principali benefici:

..
risparmio di energia primaria con diminuzione dei costi energetici,

.. miglioramento dell’impatto ambientale e riduzione delle emissioni (si emettono in atmosfera centinaia di migliaia di tonnellate di anidride carbonica in meno),
..
nessuna perdita di distribuzione calore,
..
nessuna perdita di distribuzione e trasmissione dell’elettricità (riversata direttamente nelle linee a bassa
tensione),
.. limitazione delle cadute di tensione sulle linee finali di utenza ed aumento della affidabilità della rete elettrica,
..
esposizioni finanziarie minori grazie a taglie ridotte ed a tempi di installazione rapidi,
..
possibilità di penetrazione in zone isolate e difficilmente accessibili.

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Energelios
Energelios s.n.c. di Fabio e Maurizio Fersini (Lecce) Italia
La nostra missione
Sulla base del know-how, dell’entusiasmo e del lavoro di squadra, sviluppare e commercializzare sistemi in grado di sfruttare con la massima efficienza la fonte rinnovabile solare.



Il motore di Stirling di Energelios è progettato per produrre una potenza elettrica di 2.5kW.
E' stato progettato per poter funzionare con diverse fonti di energia (solare, energia termica da caldaie a biomassa ecc). La semplicità delle soluzioni costruttive rendono il motore affidabile e competitivo dal punto di vista dei costi.

Caratteristiche del motore :
Potenza elettrica prodotta: 3kWe
Temperatura di esercizio: 700°C
Materiale: acciaio AISI 310
Alternatore a magnete permanente

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RSE . Ricerca Sistema Energetico

Chi siamo:RSE SpA - Ricerca sul Sistema Energetico - è una società per azioni del Gruppo GSE SpA, che sviluppa attività di ricerca nel settore elettro-energetico, con particolare riferimento ai progetti strategici nazionali, di interesse pubblico generale, finanziati con il Fondo per la Ricerca di Sistema.


HOME > Laboratori > Impianti pilota > Solare Termodinamico

I sistemi dish – Stirling sono generatori solari termoelettrici di piccola taglia che producono energia elettrica utilizzando il calore ad alta temperatura che si ottiene concentrando, mediante un paraboloide a disco, la radiazione solare sul ricevitore di un motore Stirling. Il motore trascinando un generatore asincrono permette la produzione elettrica sulla rete di bassa tensione.

Link correlati > Documenti > (Rapporti)

2004 - 5.2.1.1-Generatore Solare dish - Stirling EuroDish da 10 kWe. Valutazione delle prestazioni e ricerca di soluzioni tecniche migliorative [ Dettaglio.pdf ]
2000 - Un metodo di analisi di immagini da satellite Meteosat per la realizzazione di mappe di radiazione solare diretta in Italia.

Il generatore solare dish-Stirling EuroDish in esercizio presso il CESI

2.3 Dati di produzione elettrica
Il generatore solare EuroDish è stato utilizzato nei giorni lavorativi da Luglio 2002 a Settembre 2004 per circa 1430 ore.
Nei 27 mesi di esercizio il tasso di utilizzo del generatore, rispetto alle ore di Sole nei giorni lavorativi utili, è risultato del 52%. La produzione totale a fine Settembre 2004 è risultata di 5050 kWhe con una potenza erogata media generale di 3,53 kWe e di 1430 ore di funzionamento.
Questi dati, pur interessanti, non rappresentano a pieno la capacità produttiva del generatore, poiché nel corso dell'esperienza il generatore ha progressivamente migliorato le sue prestazioni. I dati relativi al periodo successivo ad Aprile 2004 sono più rappresentativi. Ad esempio durante i mesi di Maggio e di Giugno 2004 (Fig. 2.3.2) la potenza media erogata è stata di 4.48 kWe, un dato molto buono, considerando che nel mese di Maggio la radiazione solare diretta ha raggiunto soltanto occasionalmente l'intensità di 900 W/m².




Fig. 3.1.1 - Il grafico mostra l’andamento tipico del rendimento netto energetico del generatore EuroDish. in condizioni di regime. I dati sono selezionati su più giorni in modo da coprire il massimo range di valori di DNI, da 350 a 950 W/m². Il rendimento elettrico massimo indicato è del 15,3%, ma la nuvola di punti è piuttosto dispersa, soprattutto oltre a 650 W/m², in modo tale che a parità di DNI si possono avere anche 3 punti percentuali di variazione del rendimento.
La dispersione dei punti in Fig. 3.1.1. è dovuta alla variazione dei parametri che influiscono sul rendimento, in primo luogo la temperatura dell’aria, la pulizia dello specchio e la funzionalità del circuito di raffreddamento. E' interessante ricordare che il posizionamento corretto del ricevitore solare e i settaggi delle massime temperature e pressioni del motore hanno una grande importanza nel determinare il rendimento del generatore. Anche la disuniformità del flusso riduce l’efficienza del generatore poiché riduce la temperatura di espansione dell’elio nel cilindro caldo. Questi aspetti sono
stati trattati in dettaglio nel precedente Rapporto RdS SFR- A3/015765 “Generatore Solare Dish – Stirling EuroDish da 10kWe. Primi risultati dell’esercizio sperimentale.” Dicembre 2002.
Le analisi svolte durante la sperimentazione hanno identificato nel comportamento del circuito di raffreddamento una delle cause della riduzione dell’efficienza del generatore. Queste analisi hanno consigliato di apportare, nel Marzo 2004, una serie di modifiche (vedere Cap. 4) che hanno portato ad un evidente miglioramento del rendimento (Fig. 3.1.2)




Fig. 3.1.2 - Nel Marzo 2004 si è proceduto a modificare il circuito di raffreddamento e della cavità anteriore ottenendo un apprezzabile miglioramento del rendimento. Le osservazioni indicano che il sistema di raffreddamento è in ogni caso sotto dimensionato e richiederebbe un aumento della superficie di scambio dei radiatori.




Fig. 3.3.2 - Confronto della produzione lorda ottenute in due giornate con radiazione confrontabile ma con temperatura ambientale diversa. Si nota come una differenza di temperatura dell’aria di 10 °C genera con una DNI di 760 W/m2 una riduzione di potenza prodotta pari a 0,7 kWe che corrisponde ad una riduzione del 13%. La riduzione di potenza lorda è direttamente legata alla riduzione dell’efficienza del ciclo Stirling. Durante queste prove il circuito di raffreddamento ha lavorato in condizioni ottimali indicando che il suo dimensionamento è insufficiente a mantenere un rendimento ottimale durante le giornate più calde.





EuroDish 10 kWe dish Stirling generator Milan

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Motore di Stirling spiegazione tecnica del motore Stirling

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Aggiornamento 2011

Miglioramento delle prestazioni del motore Stirling tipo V161 per applicazioni dish-Stirling



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Edited by FabrizioOrsoBianco - 11/7/2014, 14:02

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SES Stirling Energy Systems

SES-112

Come funziona

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Si tratta di una tecnologia mista che usa il motore Stirling nato nel 1814 circa. Oggi la Stirling Energy System in Arizona, produce ed installa queste parabole con motori stirling che producono 25 kw al sole, oppure 55.000 kWh annui con un'area esposta di circa 12 metri di diametro.

La storia pionieristica dei Motori Parabolici Stirling




Tecnologie Solari

about-solartech-landscape


Vantaggi

Efficienza comparata ad altri sistemi solari :


Necessita' di Acqua per il funzionamento di un impianto da 500 Mega watt per vari sistemi :

SES ... Torri Solari . Centrali carbone . Gas ciclo combinato . Torri Solari
....... raffreddate .. raffreddate ...... raffreddate ......... raffreddate
....... ad aria ...... ad aria .......... ad acqua ............ ad acqua





Servizio e intervista al responsabile SES - KCET TV




Energy from Sun, Solar energy stirling motor and sunpower

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Il Potere della Sostenibilita'

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Solar Dish Engine - CSP Technology


Informazioni dettagliate -

Parabolic dish systems consist of a parabolic-shaped point focus concentrator in the form of a dish that reflects solar radiation onto a receiver mounted at the focal point. These concentrators are mounted on a structure with a two-axis tracking system to follow the sun. The collected heat is typically utilized directly by a heat engine mounted on the receiver moving with the dish structure. Stirling and Brayton cycle engines are currently favored for power conversion. Projects of modular systems have been realized with total capacities up to 5 MWe. The modules have maximum sizes of 50 kWe and have achieved peak efficiencies up to 30% net.

Il Sistemi dish parabolici consistono di un concentratore focale parabolico-sagomato nella forma di un piatto che riflette radiazione solare sopra un ricevitore montato al punto focale. Questi concentratori sono montati su una struttura con un due assi che localizzano e seguono il sole. Il calore raccolto è utilizzato tipicamente direttamente da un motore di calore montato sul ricevitore che si muove con la struttura di piatto. Motori a ciclo Stirling o Brayton sono correntemente favoriti per la conversioen energetica. Progetti di sistemi modulari sono stati realizzati con una capacita' totale di 5 Mega Watt MWe. I moduli hanno una dimensione massima di 50 KiloWatt ed hanno raggiunto una efficienza fino al 30% netti.

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About Dish/Engine Concentrating Solar Power

Today's Stirling Engine . SESUSA.org
-Antique Engines (Motori antichi)
-Modern Engines (Motori moderni)
-History: 1816-1937 (Storia)
-Tech. Information (Informazioni tecniche)
-Building a Kinematic Stirling (Costruire uno Stirling cinematico)
-Books and Pubs (Libri e pubblicazioni)
-Stirling Site Links (Link a siti Stirling)

Edited by fabrizio3 - 25/10/2011, 13:28

Sistema solare termico a concentratori parabolici. Valutazione ambientale del ciclo vitale

LCA & solare. di F. Cavallaro e L. Ciraolo

SEGeS Universita' degli studi del Molise
RIAM Universita' degli Studi di Messina

Life Cycle Assessment (LCA) LCA e' un metodo oggettivo di valutazione e quantificazione dei carichi energetici ed ambientali e degli impatti potenziali associati ad un prodotto/processo/attività lungo l’intero ciclo di vita, dall’acquisizione delle materie prime al fine vita (“dalla Culla alla Tomba”)
ISPRA Istituto Superiore per la Ricerca e la Protezione Ambientale

di F. Cavallaro e L. Ciraolo
Il principio di conversione del solare termico di potenza è conosciuto da più di un secolo, tuttavia il suo sfruttamento a fini commerciali e la realizzazione di impianti su scala industriale è avvenuta soltanto nella prima metà degli anni Ottanta. I primi progetti dimostrativi, realizzati in vari paesi del mondo, hanno provato la loro performance tecnologica, economica ed ambientale con risultati molto incoraggianti. Tra le tecnologie emergenti nel settore del solare termico vi è il cosiddetto sistema Dish Stirling che trasmette lenergia termica, raccolta da un paraboloide riflettente, ad un motore Stirling a sua volta collegato ad un alternatore. È ormai assodato il principio che le tecnologie a fonti rinnovabili, sopratutto nella fase di produzione, sono attualmente quelle che generano un minore impatto ambientale rispetto ai sistemi tradizionali a fonti fossili. Tuttavia in molte analisi sfugge la valutazione degli impatti generati durante tutto il ciclo di vita dei sistemi progettati e costruiti per produrre
energia. Scopo di questo lavoro è una preliminare analisi di valutazione ambientale, mediante lausilio della LCA, di una centrale solare termica che impiega i concentratori parabolici a disco.

A parte leggersi il documento che e' molto breve ed illustrato, voglio mettere l'attenzione sulle conclusioni:
Come si evince dai risultati su esposti limpatto ambientale complessivo derivante dallintero ciclo di vita di una centrale solare termica che impiega le tecnologie a concentratori parabolici lineari è estremamente contenuto e sostanzialmente insignificante rispetto allimpatto prodotto da centrali tradizionali a combustibili fossili. Le emissioni di CO2 (equivalente) sono di appena 13 g/kWh di elettricità prodotta (senza riciclaggio) e buono appare anche il bilancio energetico. I risultati ottenuti sono piuttosto incoraggianti e meritano ulteriori approfondimenti in particolar modo si prevede di sviluppare una comparazione con le altre tecnologie di solare termodinamico che impiegano concentratori solari.




P. Siansukone, K. Lovegrave, Modelling of 400 m steam based paraboloidal dish concentrator for solar thermal power production, in Proc. 2003 Annual Conference of the Australian and New Zealand Solar energy Society, Melbourne, Australia.




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Edited by fabrizio3 - 8/7/2011, 13:24

* Collector: 82 facet mirror made with 0.7 mm thin glass with 87.7 m2 area, relectivity 0.91
* Engine: Kockums 4-95, 4 cylinder stirling engine 380 cc, working temp 720ºC (1328ºF), with variable pressure control

Rating and performance:

* Module rating: 25 kW at 1000W/m2 solar input, Electrical: 480 v, 3 phase 50 or 60 cycle
* Module performance: Peak power 24.9 kW, peak efficiency 29.4%, Annual efficiency 24%


24 kW su 87.7 m2 con un'ipotesi di costo del solo motore, parabola e struttura di 30000 Eur, si avrebbe :
273 W/m2 ... 125 Eur x 100 Watt + almeno 24 kW di calore in acqua calda dal motore Stirling, il calore va' da 1 a 3 volte l'energia elettrica prodotta dipendente dall'efficienza dello Stirling.
Un fotovoltaico a film Kaneka G-EA060 fornisce :
63 W/m2 ... 330 Eur x 100 W
Un fotovoltaico medio Sharp ND-162E1F fornisce :
123 W/m2 ... 446 Eur x 100 W
Silfab Italia Monocristallino
141 W/m2 ... ?
naturalmente senza installazione, batterie di accumulo

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L'irradiazione solare in Italia:
Irradiazione orizzontale globale, totale annuale in kWh/m2 (chilowattore al metro quadro)

www.solarpaces.org/News/Projects/_projects.htm

Edited by fabrizio3 - 8/7/2011, 13:24

Referenze

MODELLING AND SIMULATION OF A DISH STIRLIN SOLAR ENGINE
Sergio Bittanti, Antonio De Marco, Marcello Farina, Silvano Spelta
Dipartimento diElettronica e Informazione, Politecnico di Milano, Via Ponzio 34, 20133 Milan, Italy . [email protected] . CESI, Via Rubattino 54, 20134 Milan, Italy


Hybrid sodium heat pipe receivers for dish/Stirling systems
Laing, D.; Reusch, M. - Energy Conversion Engineering Conference, 1997


A review of solar powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines - Solar - Cavendish Laboratory, Cambridg
Bancha Kongtragool, Somchai Wongwises - 19 July 2002





1. Washom, B., “Parabolic Dish Stirling Module Development and Test Results,” Paper No. 849516, Proceedings
of the IECEC, San Francisco, CA (1984).
2. Diver, R.B., C.E. Andraka, J.B. Moreno, D.R. Adkins, and T.A. Moss, “Trends in Dish-Stirling Solar Receiver
Design,” Proceedings of the IECEC, Reno, NV (1990).
3. Andraka, C.E., et. al., “Solar Heat Pipe Testing of the Stirling Thermal Motors 4-120 Stirling Engine,” Paper No.
96306, Proceedings of the IECEC, Washington, D.C. (1996).
4. Sanders Associates, Parabolic Dish Module Experiment, Final Report, Sandia National Laboratories, Albuquerque,
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Proceedings of the IECEC, San Diego, CA (1992).
17. Gallup, D.R., T.R. Mancini, J. Christensen, and K. Beninga, “The Utility Scale Joint-Venture Program,”
Proceedings of the IECEC, AIAA-94-3945-CP, Monterey, CA (1994).
18. Bean, J.R., and R.B. Diver, “Technical Status of the Dish/Stirling Joint Venture Program,” Paper No. 95-202,
Proceedings of the IECEC, Orlando, FL (1995).
19. Beninga, K, et. al., “Performance Results for the SAIC/STM Prototype Dish/Stirling System,” Proceedings of the
1997 ASME International Solar Energy Conference, Washington, D.C. (1997).
20. Shaltens, R.K., and J.G. Schreiber, “Comparison of Conceptual Designs for 25 kWe Advanced Stirling
Conversions Systems for Dish Electric Applications," Paper No. 899547, Proceedings of the IECEC, Washington,
D.C. (1989).
21. Kolb, G.J., “Evaluation of Power Production from the Solar Electric Generating Systems at Kramer Junction: 1988
to 1993,” Solar Engineering 1995, Proceedings of the ASME Solar Energy Conference, Maui, HI (1995).

Edited by fabrizio3 - 8/7/2011, 13:23

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