Attenzione che uno stirling non funziona gratis, non è che si ciba del "calore di scarto" (che poi non esiste un criterio per definire l'energia termica "di scarto") ma ne trasforma una parte in lavoro, e il resto ritorna nell'ambiente. A livello teorico, anche se avessimo una macchina perfetta priva di attriti, il rendimento non potrebbe comunque essere superiore a quello termodinamico n=1-(t2/t1) dove t2 è la temperatura della parte fredda e t1 quella della parte calda. Se ora applichiamo questo ragionamento al nostro stirling, "all'ingrosso" ci rendiamo conto che, se se abbiamo una sorgente di energia termica (gas di scarico al collettore) andiamo tanto meglio quanto la parte fredda smaltisce meglio il calore, possiamo lasciare che questo avvenga in maniera spontanea ma è molto difficile che ciò avvenga in modo efficiente se il cilindro freddo è poco più caldo dell'ambiente (è come raffreddare il brodo bollente volendo soffiare con l'asciugacapelli), in alternativa possiamo anche usare una macchina frigorifera ma a questo punto il tutto diventa tremendamente in perdita perchè anch'essa vuole essere alimentata. Detto ciò, alcune considerazioni pratiche sullo stirling: il ciclo termodinamico ideale di per sè non è male, il problema è che quello reale è parecchio deformato a causa delle caratteristiche termodinamiche dei fluidi di lavoro, insomma il grosso problema è lo scambio del calore che purtroppo è lento assai paragonato con il moto delle parti mobili, per questo motivo il rendimento non è poi tutto sto granche. Nota positiva invece è il fatto che il motore a ciclo Stirling è a combustione esterna e non ha un fluido di lavoro complicato come l'acqua delle centrali termoelettriche, quindi è possibile realizzare una macchina relativamente leggera e semplice di "bocca buona", cioè purchè ci sia qualcosa da bruciare per fargli fuoco sotto funziona, ma il rendimento non è buono come anche non è buona la rapidità della variazione del regime di rotazione. Secondo il mio modesto punto di vista la macchina Stirling mal si accoppia a un motore endotermico alternativo perchè ha una complessità che per un generatore secondario è eccessiva, perchè il rendimento tutto sommato non è ottimo e perchè intrinsecamente non riesce ad adeguare il suo regime di rotazione alle variazioni di energia termica che riceverebbe, ma anche se fosse, che farne del lavoro prodotto da un piccolo stirling? Accoppiarlo all'albero motore? E come? Con elettrofrizione che lo disconnetta ai regimi in cui sarebbe solo un'inutile zavorra? Per che cosa? 2Nm su 250 del motore principale? E con il sincronismo delle velocità come la mettiamo? Ci mettiamo un variatore continuo così ci bruciamo in attriti quel che avevamo recuperato? Oppure gli facciamo alimentare un compressore volumetrico per la sovralimentazione del motore principale o un generatore elettrico che vada a contribuire al bilancio energetico del nostro veicolo ibrido, insomma le idee sono tante ma il problema è che si tratta di una macchina maledettamente poco compatibile con un endotermico alternativo e relativamente complicata. Per questo motivo penso che sia ragionevole proseguire sulla strada delle turbine, parlando delle macchine ausiliarie in cascata ai motori a combustione interna, notiamo che gli ingegneri hanno trovato cosa farsene del surplus di lavoro (ci alimentano un compressore) e i margini di miglioramento ci sarebbero eccome, solo per fare alcuni esempi eliminare il sistema a wastegate e canalizzare tutta la portata sulla girante, quindi regolare la velocità della macchina semplicemente variando la resistenza si un generatore elettrico montato nel coreassy (già in F1 fanno qualcosa del genere), sulle macchine a geometria variabile utilizzare un sistema di regolazione della palettatura oleodinamico (anche con l'olio di coppa, tanto la forza necessaria è poca), molto più preciso di quello pneumatico che oltretutto ha una velocità di risposta molto inferiore. Altra cosa che volevo confutare era il rendimento dell'endotermico, il 40% è oltremodo ottimistico, si supera il 30% solo a regimi prossimi a quelli di potenza massima, e su motori per autotrazione sappiamo bene che non vi permaniamo per molto tempo perchè, anche se il motore rende di più, la lancetta del serbatoio cala più in fretta anche se percorriamo la stessa distanza, sostanzialmente produciamo coppia che non utilizziamo. Per chiudere, non conosco dati sul rendimento delle turbine, ma se dovessi scommettere azzarderei un timido 50%, ma è anche vero che la turbina è ancor meno elastica di un motore a scoppio, ossia, è vero che rende mediamente di più, ma solo in un piccolissimo intervallo di velocità e se ci spostiamo anche solo di poco è una cosa inguardabile. Altro problema è la miniaturizzazione: una turbina rende se è grossa perchè per una serie di motivi il fluido è meno "incasinato" e per grossa intendo almeno con una potenza di qualche migliaio di cavalli il che evidentemente limita al giorno d'oggi questa tecnologia. Se dovessi fare una scommessa per il futuro però, io tra 20-30 anni mi ci vedrei auto elettriche che ricavano alimentazione da motori a turbina che funzionano a velocità costante (massimo rendimento) o al minimo in mantenimento, magari sbaglierò.
_________________ Il mio "parco macchine": Tornio Vernier TV280 (sotto i ferri fino a data da destinarsi), Fresatrice Aciera F1, Trapano da banco Felisatti, Pantografo 3D Parpas PT 11, Affilatrice PEAR AUP
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