Categoria: Domande dei lettori

Le risposte che desiderate avere ricercate da noi nel minor tempo possibile.

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Pressioni in camera di scoppio, aree e volumi, unità di misura e parametri importanti di calcolo

Rubrica: Costruire un motore – Parte 4

Titolo o argomento: Chiarimenti circa le pressioni in camera di scoppio, aree e volumi, unità di misura e parametri importanti di calcolo

Rispondendo a: Stefano

Circa il discorso delle pressioni, le aree e i volumi nella tua mail abbiamo notato un pò di confusione. La pressione che misuri a motore spento inserendo un manomentro al posto della candela, non ha molto a che fare con la spinta che si genererà sul pistone nell’istante della combustione. Con la pressione che hai rilevato il motore nemmeno partirebbe. Devi considerare che, a motore spento, misuri semplicemente il rapporto geometrico di compressione ossia un rapporto tra la pressione presente nel volume (cilindro + camera di scoppio) quando il pistone si trova al punto morto inferiore, e quella che raggiungi quando il pistone arriva al punto morto superiore (ossia quando rimane solo il volume della camera di scoppio nel tuo specifico caso; questo non vale ad esempio per molti pistoni dei 4 tempi ma non è il tuo caso).

Durante il movimento del pistone dal punto morto inferiore a quello superiore, ovviamente, l’area del cilindro è sempre la medesima e ciò che osservi variare, in termini geometrici, è il volume a disposizione per eseguire i 2 tempi (aspirazione compressione – combustione scarico). Ti ricordiamo che il volume del cilindro lo misuri in ogni istante moltiplicando l’area dello stesso (e quindi raggio x raggio x 3,14) per la corsa utile a disposizione prima che raggiunga il PMS (punto morto superiore). A questo valore va sommato il volume della camera di scoppio che puoi trovare senza tante complicazioni così:

Smonta la testa dal cilindro, avvitaci la candela, mettila rovesciata su una superficie piana, riempi di olio motore un piccolo contenitore graduato, versa l’olio nella camera di scoppio e vedi quanto ne è rimasto nel tuo contenitore graduato, dalla sottrazione sai quanto olio sta occupando la tua camera di scoppio, dalla quantità d’olio trovata risali velocemente al volume anche perchè molti contenitori graduati indicano sia i litri, sia i decimetri cubi. Ovviamente 1 litro = 1 dm3 e π = P greco.

A mano a mano che il pistone scende verso il PMI punto morto inferiore, il volume a disposizione cresce; al contrario durante la corsa verso il PMS punto morto superiore, il volume si riduce notevolmente. La riduzione di volume provoca di per sè un incremento delle pressioni che diventa ancora maggiore (molto maggiore) quando avviene la combustione e la quasi istantanea espansione dei gas. Questo genera la spinta violenta che spingerà il tuo pistone verso il punto morto inferiore…

Parte A

Alesaggio D: diametro interno del cilindro entro cui si muove il pistone
Corsa C: distanza percorsa dal pistone dal PMS al PMI
Sezione trasversale cilindro Ac: raggio · raggio · π  oppure  (π · D2) / 4
Cilindrata: Ac · Corsa
Rapporto volumetrico di compressione: r = (V + Vc) / Vc
ovvero volume cilindro + volume camera di combustione diviso il volume della camera di combustione (attenzione che in diversi motori 4 tempi il cielo del pistone ha una forma con una sporgenza che occupa parte del volume della camera di scoppio, ma non è il tuo caso)
Velocità di rotazione dell’albero motore: ω = 2 · π · n
velocità angolare dell’albero a manovelle misurata tramite il numero di giri completi in un secondo “n” oppure in radianti al secondo.
Frequenza del ciclo: fc = n/ε
ε=1 per il motore a 2 tempi; ε=2 per il motore a 4 tempi
Angolo di manovella θ (si legge Teta): θ=ω·t=2π·n·t
se ti sembra incomprensibile pensa solo al fatto che la velocità è uguale a uno spazio fratto il tempo. Di conseguenza lo spazio è dato dalla velocità per il tempo. Se consideri che un angolo percorso dalla manovella equivale ad uno spazio, ne segue che l’angolo di manovella Teta ovvero lo spazio è dato dalla velocità 2πn (vista poco sopra) per il tempo. Tutto qui.

Parte B

Spostamento del pistone: Sp= C/2·[1+(1/Λ)-cosθ-(1/Λ)·√(1-(Λ2·sin2·θ))]
dove Λ (che si legge lambda) vale: Raggio di Manovella diviso Lunghezza biella, ovvero: Λ=Rm/Lb

Velocità media del pistone: Ûp = 2 · C · n

relativa ad un giro completo di albero motore, dove “C” è nuovamente la Corsa e “n” il numero dei giri.

Velocità istantanea del pistone: up = Ûp (π/2) · [sinθ + (Λ · sin2θ / (2√(1-(Λ2 · sin2 · θ))))]

si annulla all’inizio ed alla fine della corsa. Ti ricordo inoltre che la derivata dello spostamento è la velocità, e che la derivata della velocità è l’accelerazione. Questa semplice relazione ti permette di ricavare tutto ciò che ti serve semplicemente partendo dallo spostamento.

Accelerazione del pistone: ap = ω2 (C / 2) · [cosθ + Λ · cos2θ]
Volume istantaneo cilindro: V = V · [(1 / (r-1)) + (1/2) ( 1 + (1/Λ) -cosθ -(1/Λ) √1-(Λ2sin2θ) )]

Ovvero il volume disponibile per ogni posizione dell’albero motore. Indicheremo il volume istantaneo in grassetto e quello normale senza il grassetto. Derivando il volume istantaneo rispetto a  θ (ovvero dV/dθ) si ottiene la variazione di volume che si ha con l’angolo di rotazione della manovella. Quanto varia il volume disponibile nel cilindro per ogni grado di rotazione? Derivando invece il volume istantaneo rispetto al tempo t (ovvero dV/dt) si ottiene la variazione di volume rispetto al tempo. Quanto varia il volume disponibile nel cilindro in ogni secondo che passa? Ecco un altro buon motivo per cui le derivate sono molto importanti. Come del resto una buona conoscenza di tutta la matematica. Specie in questo campo.

Parte C

Momento torcente: Me=F·b 
Potenza effettiva: Pe=ω·Me
Lavoro indicato: Li=∫pdv

integrale della pressione rispetto alla variazione di volume. Rappresenta nient’altro che l’area racchiusa dal ciclo indicato. Il Lavoro indicato non è altro che il lavoro ceduto dal fluido al pistone. Note: L = F·s = (Pmi·Ac)·C = pmi·V = Li.

Potenza indicata: Pi= dLi/dt = Li·fc = Li·(n/ε)
Pressione media indicata: Pmi= Li/V

ricorda sempre che un momento è dato da una forza per il braccio, un lavoro dalla forza per lo spostamento e una potenza dalla Forza per la Velocità oppure dal Lavoro diviso il tempo…

Rendimento indicato: ηi=Pi/(mc·Hi)

dove mc·Hi è la potenza termica messa a disposizione dal combustibile, “mc” è la massa di combustibile e “Hi” è il potere calorifico inferiore del combustibile

Rendimento organico: ηo= Pe/Pi
Pressione media effettiva: Pme= ηo·Pmi

Pme: lavoro effettivo per ciclo ed unità di cilindrata. La Pme è il lavoro utile fornito ad ogni ciclo dall’unità di cilindrata. Quindi è improprio per molti ingegneri chiamarla pressione media effettiva (e li capisco…); tuttavia essendo dimensionalmente e quindi per l’unità di misura, una pressione (si indica in MPa Mega Pascal), in tutti i testi di ingegneria e motorismo la si chiama così. In realtà ci sono formule ben più complesse che esplicano come si arriva di preciso al valore esatto dalla Pme, esse considerano tutti i tipi di rendimento del motore. Ma non credo che occorrano nel tuo caso.

Rendimento globale: ηg=1/Cse

dove Cse è il consumo specifico di energia per produrre l’unità di lavoro: Cse=(mc·Hi)/Pe.

Nel successivo articolo troverai direttamente il valore della Pme che ti occorre in modo da semplificare i tuoi conti. Con queste formule saprai però spiegare come si arriva a quel valore, inoltre potrai vedere più da vicino come si ricavano i parametri più importanti.

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Costruire un motore – Parte 3

Rispondendo a Stefano

La lega di acciaio da utilizzare per l’albero motore

A prescindere dal fatto che non è stato ancora deciso se modificare l’albero esistente o se farne uno nuovo da zero con altre caratteristiche, le leghe di acciaio al Nichel Cromo Molbdeno che mi hai segnalato nella tua mail (18NiCrMo5 – 16NiCrMo2) vanno bene entrambe ma quella che viene maggiormente utilizzata in campo motociclistico è la 16NiCrMo2. Tuttavia un professore di Metallurgia presso l’Università che frequento mi ha detto che tra queste due leghe non ce n’é una particolarmente adatta dal punto di vista economico in quanto si tratta di acciai da Cementazione. Il trattamento termico di cementazione è abbastanza costoso. Sarebbe molto più conveniente utilizzare acciai da Bonifica per il tuo progetto. Ad esempio:

1. 39NiCrMo3
2. 38NiCrMo4 (quasi identico al precedente ma aggiornato alle nuove normative)

Def.

Acciai da Cementazione: acciai con bassa percentuale di carbonio non superiore allo 0,20%. Acciai destinati al trattamento termico (piuttosto costoso) di cementazione. Contengono: nichel per la tenacità e la temprabilità; cromo e molibdeno per la temprabilità e la stabilizzazione dei carburi.

Acciai da Bonifica: acciai che possono sopportare carichi elevati, urti e particolarmente adatti a resistere a fatica. Possiedono il miglior compromesso fra resilienza e tenacità. La concentrazione di carbonio negli acciai da bonifica è compresa fra lo 0,21% e lo 0,60%. Gli elementi leganti, oltre a permettere di diminuire la concentrazione di carbonio alla quale si ha la massima tenacità, hanno le seguenti funzioni: nichel, cromo e manganese favoriscono la temprabilità; il molibdeno riduce la fragilità al rinvenimento; il vanadio affina la grana cristallina.

Si tratta di acciai che vengono trattati con tempra, in acqua o in olio, e successivo rinvenimento a circa 620 °C.

Note
Ricorda infine che quando si realizza un albero motore si devono eseguire:
Equilibratura statica e dinamica globale delle masse rotanti del solo albero
Equilibratura statica e dinamica globale delle masse rotanti dell’imbiellaggio
Equilibratura statica e dinamica globale rispetto alle forze alterne di inerzia.
Equilibratura locale delle singole manovelle.

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Costruire un motore – Parte 2

Rispondendo a Stefano

La scelta di realizzare il basamento “dal pieno”.

Quando si realizza un organo meccanico è importante valutare come andrà sollecitato. La scelta del materiale è fondamentale, ma di pari importanza è la scelta delle lavorazioni che porteranno alla realizzzione del pezzo. I pezzi realizzati per fusione hanno un andamento delle fibre che segue la forma del pezzo stesso. Al contrario i pezzi realizzati “dal pieno” hanno un unico orientamento delle fibre che favorisce la resistenza meccanica prevalentemente in una sola direzione dello sforzo. Inoltre il carter in alluminio andrà rinforzato nei punti critici. Quest’operazione è relativamente semplice quando si ricava il pezzo in fusione di terra e si deve preparare lo stampo. Al contrario, ricavando il carter dal pieno incorrerai in una serie di lavorazioni molto complesse e dispendiose in termici economici e di tempo. I maggiori costruttori motociclistici adottano oggi carter ottenuti per fusione in terra di leghe di alluminio silicio e magnesio.

E’ fondamentale notare che il materiale va scelto in base al metodo con cui si realizzerà un pezzo. Se un componente viene ottenuto per fusione saranno necessarie leghe con elementi alliganti che favoriscono la colabilità ovviamente; mentre se si ottiene un pezzo dal pieno saranno fondamentali leghe che facilitano la lavorazione alle macchine utensili. Nel caso di un acciaio ad esempio, la presenza del Molibdeno è importante per migliorare la lavorabilità alle macchine utensili. Se il pezzo invece verrà realizzato per stampaggio, non dovrà essere realizzato con un materiale eccessivamente duro o si romperà immediatamente.

Video

Nel seguente video  trovi un interessante video che contiene preziose immagini circa la fonderia:

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Costruire un motore – Parte 1

Rispondendo a Stefano

Introduzione

Stefano si diplomerà quest’anno presso l’istituto tecnico industriale Galvani (Brescia), il suo obiettivo è quello di realizzare un motore 2T sfruttando: cilindro, pistone, albero motore e accensione di un motore Suzuki 2 tempi che ha a disposizione. Il basamento invece lo realizzerà lui, in alluminio, ricavandolo dal pieno. Il tutto andrà montato su una Vespa. Indipendentemente dai pro e contro del progetto (che gli abbiamo già spiegato in privato), intende divertirsi con gran passione nel realizzare la sua idea. Un grande lavoro extra scolastico che lo vedrà molto impegnato sia a livello di progettazione, sia nell’uso delle macchine utensili e nel reperimento dei materiali. La sua tesina d’esame invece riguarderà solo ed esclusivamente: “Dimensionamento e ciclo di fabbricazione di un albero motore per 2 Tempi”.

Stefano ci chiede delucidazioni circa: la lega di alluminio da utilizzare per il basamento; vantaggi e svantaggi relativi alla realizzazione dal pieno del suo basamento; la lega di acciaio da utilizzare per l’albero motore (forse modificherà quello che ha a disposizione o forse lo rifarà da zero); la forza che verrà impressa sul cielo del pistone e relative formule (in modo da poter eseguire i corretti e dovuti dimensionamenti); chiarimenti circa le pressioni in camera di scoppio, aree e volumi; formule per il dimensionamento dell’albero a gomiti; il software consigliato per realizzare le simulazioni di progettazione di ogni componente al computer. Conosce invece molto bene come lavorare alle macchine utensili (velocità di taglio, avanzamento, utensili…) e i dovuti trattamenti termici da usare, nonchè le nozioni di base imparate a scuola.

La lega di alluminio che ci hai detto avere a disposizione (6082 anticorodal) ha buone proprietà meccaniche e una resistenza che dovrebbe essere più che sufficiente per la realizzazione del tuo carter dal pieno. Si tratta di una lega che è adatta ad essere facilmente lavorata alle macchine utensili. Questo anche per la sua bassa percentuale in peso di silicio (0,70-1,30 %). Viceversa non è adatta per la realizzazione del medesimo pezzo per fonderia. Se il pezzo fosse stato da te realizzato per fusione (operazione enormemente più vantaggiosa dal punto di vista economico e di tempo) sarebbe stata necessaria assolutamente una lega con una percentuale molto più elevata di silicio per aumentare la colabilità del materiale. Il silicio è un fondamentale elemento di alligazione per l’alluminio. L’alluminio puro ha scarse proprietà meccaniche e viene utilizzato solo dove è richiesta un’elevata conduttività elettrica e termica. Inoltre ti faccio presente che per irrigidire ulteriormente carter strutturali o basamenti, BMW, realizza (per le sue sportive) queste parti sì in alluminio, ma con il 17% (in peso) di silicio e una componente di Ghisa Grigia per l’inevitabile funzione di rinforzo (mi riferisco però a pezzi ottenuti per fonderia e per i motori a 4 tempi). Tale funzione di rinforzo non è particolarmente richiesta nelle testate dove una fusione di alluminio è un’ottima soluzione nel rapporto qualità/costi ormai da anni. Il materiale che tu mensioni è molto adatto anche per componentistica e piccoli carter che coprono la frizione o un pignone ad esempio… in poche parole anche per pezzi che non subiscono sollecitazioni elevatissime.

Scarica i dati tecnici dell’Alluminio Anticorodal6082

Se lo desideri nei commenti puoi riportare i trattamenti terminici che andrai ad effettuare al termine della realizzazione del carter, il luogo dove li effettuerai (presso l’istituto o presso ditte esterne) e i costi che andrai ad affrontare.

Tra le leghe di alluminio più adatte per un carter ottenuto per fusione (nel caso un domani ti interessasse) troviamo:

Alluminio 356 T61 (esplicitamente utilizzata per la realizzazione di carter per scooter prestanti)
Alluminio 356 T6 A (esplicitamente utilizzata per la realizzazione di carter per scooter prestanti)

Altri tipi di leghe di alluminio utili per la componentistica:

AlSi12
Lega adatta per l’uso comune, per la produzione di pezzi colati con pareti sottili, pezzi colati resistenti alle vibrazioni, con buona resistenza all’azione degli agenti atmosferici, ottima colabilità e saldabilità.

AlSi12Cu
Lega adatta per l’uso comune, per la produzione di pezzi colati con pareti sottili, pezzi colati resistenti alle vibrazioni, impermeabile, ottima colabilità e saldabilità.

AlSi10Mg
Lega adatta per l’uso comune, particolarmente dura, resistente all’azione degli agenti atmosferici ed all’acqua marina. Viene impiegata per la produzione di carter per motori.

AlSi9Cu3
Lega adatta ad una pluralità d’impieghi, particolarmente dura in condizioni di surriscaldamento, eccellente lavorabilità, buona saldabilità, mediamente resistente all’azione degli agenti atmosferici, non resistente all’acqua marina.

AlSi9Cu3
Lega adatta ad una pluralità d’impieghi, particolarmente dura in condizioni di surriscaldamento, eccellente lavorabilità, buona saldabilità, mediamente resistente all’azione degli agenti atmosferici, non resistente all’acqua marina.

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Cilindrata e Frazionamento: come si ragiona in progettazione?

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa | Le domande dei lettori

Titolo o argomento: Cilindrata e frazionamento del motore
Rispondendo a: Federico

Considera che è tutto rapportato allo stile di vita: lunghe distanze – grandi cilindrate – minor costo carburante – minor costo meccanico.
Il V8 è tipico Americano ma dopo l’arrivo della grande crisi hanno dichiarato di voler lavorare anche loro in una direzione più europea con minori sprechi e minori cilindrate. Un motore, quando raggiunge cilindrate intorno ai 4000cc deve essere per forza frazionato o avrà più perdite che altro (vedi la nuova M3 che per passare da 3201cc 6 cilindri in linea longitudinale con 321 CV e 100CV/l ad un 4000cc 420CV con 105CV/l ha dovuto aggiungere 2 cilindri e per l’M6 è addirittura arrivare a 10 visti i 5000cc). Mi chiederai: ma perchè?
Immagina un 4000cc con 4 cilindri… i pistoni sarebbero grandi quanto quelli di un camion (forse anche più) le inerzie avrebbero valori altissimi e, di conseguenza, il regime di rotazione si abbasserebbe notevolmente. Cosa utile se si tira un carico di migliaia di chili a basse velocità e si desidera una notevole coppia in basso. Nell’uso automobilistico risulta assai sfavorevole. Tipico eccesso dall’altro lato fu rappresentato da un vecchio motore BMW 2litri 6 cilindri che aveva una curva di coppia e di potenza diffigilmente gestibile da un normale guidatore… un’auto nervosetta. Così la BMW passò il 6 cilindri a 3000cc per renderlo più omogeneo con curve di coppia più regolari.
Detto questo, per le necessità tecniche sopracitate, ed in base all’utilizzo che se ne deve fare, si effettua la scelta di cilindrata e frazionamento. Un V8 implica sicuramente più manutenzione ma in tempi molto più lunghi essendo gli sforzi e gli attriti ripartiti (distribuiti) su maggiori superfici. Inoltre I pistoni e i 2/3 circa delle bielle (così si conta in ingegneria) sono masse in moto alterno molto più ridotte se c’è maggior frazionamento, gravando meno sull’albero motore, vibrando meno e stressando meno il monoblocco. In teoria, se ben fatto, puoi utilizzare un V8 per 300.000km e fare solo i tagliandi. Situazione opposta per le piccole utilitarie da 1000cc alle quali siamo abituati: reggono a malapena 100.000km rendendo inutile un acquisto di 15.000 euro qualora avessimo percorso una tale distanza in 3 o 4 anni ad esempio. Perchè allora una moto con cilindrata ancora minore non ne soffre? Perchè trascina una massa 10 volte inferiore.

Nei prossimi giorni scriveremo un articolo specifico sui frazionamenti più utilizzati. Intanto siamo in attesa di velocizzare il sito della scuderia, in modo che le pagine aprano istantaneamente e che i contenuti più pesanti vengano caricati solo su richiesta dell’utente. A lavoro terminato verrete tutti avvisati.

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Matematicamente

Rispondendo a Mirco

Dunque tu hai trovato due vettori, uno indicato come segue se ho ben capito:

v=(x1, x2, x3)T

ed un altro indicato così:

matrice-colonna-o-vettore.jpg

Ti spiego subito:

per semplicità di scrittura, nei libri di scienza delle costruzioni (ma come vedi anche in un Blog è utile) si è soliti effettuare la trasposta del vettore ovvero della matrice colonna. Per trasposta si intende semplicemente lo scambio di righe con le colonne.

Nel caso specifico di una matrice ad una sola colonna, ovvero di un vettore, effettuare la trasposta implica la riscrittura dei termini, che descrivono il vettore, in orizzontale. In tal modo è più semplice scrivere un vettore sia su un libro che su un blog. Appena effettuata questa operazione si aggiunge un apice con la T (trasposta appunto).

Fai attenzione che nel caso di una matrice quadrata 3×3 ad esempio, per ottenere la trasposta devi scambiare la prima colonna con la prima riga, la seconda colonna con la seconda riga, la terza colonna con la terza riga, ecc.

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Truffe su ebay -2-

Eseguite il TEST, verificate la vostra sicurezza

In seguito al ripetersi di truffe su ebay che mirano al tentativo di appropriarsi del vostro account per usare i vostri feed back in vendite fasulle, o ai ripetuti tentativi di rubarvi la password facendovi rispondere a messaggi che “sembrano” provenire da ebay e che vi chiedono di effettuare la conferma dei dati…

in seguito a tutto questo vi offriamo questo (http://pages.ebay.it/help/tutorial/accountprotection/js_tutorial.html) ad un tutorial creato da ebay per i propri utenti, un tutorial decisamente utile con 14 domande alle quali dovrete rispondere per verificare il vostro grado di preparazione. Se rispondete male a più di una domanda allora è il caso che seguiate attentamente le istruzioni che ebay vi offre.

Questo articolo non è una pubblicità a favore di ebay, ma un aiuto alla vostra protezione da appropriazione delle vostre carte di credito, i vostri account, i vostri dati e tutti i danni che ne possono conseguire.

Maggiori info circa la sicurezza su eBay: (http://sicurezza.ebay.it/nuoviutenti.html).

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Ritorna il baratto: problemi sullo scambio di denaro.

Rubrica: Metodi. Alternative al mondo abituale.

Titolo o argomento: Problematiche del baratto

Rispondendo a Davide

La domanda e le osservazioni mosse da Davide le trovi in questo commento.

Certamente Mazza 🙂 Io non avevo preso l’esempio di mani bucate e giocatori d’azzardo come giustamente mensioni perchè mi riferisco in particolar modo a menti imprenditoriali e ragazzi e ragazze che hanno voglia di fare/arrivare.

Naturalmente come tu ci sottolinei senza un ottimo rapporto di fiducia si rischia grosso o quanto meno si è costretti ad andare dal notaio per certificare ogni operazione. Inoltre vorrei precisare che prestare denaro ad interessi inferiori a quelli bancari è ovviamente legale. Non vale il contrario.

Per quanto riguarda invece il discorso di depositare il denaro in banca ti ricordo che quando noi eravamo piccoli i nostri genitori mettevano il loro denaro risparmiato in banca ottenendo non solo il deposito ma interessi che aiutavano nel reddito familiare insieme ai ricavi del lavoro. Oggi la banca gioca molto sul fatto di dire che il suo compito è di custodire, garantire… Non è più del tutto vero: vedi il caso dei bond argentini (e relativo nostro articolo) e vedi anche il fatto che se depositi una determinata somma e dopo un arco di tempo la vai a ritirare vale meno di quando l’hai versata. Questo perchè gli interessi sono talmente bassi oggi da non riuscire a compensare la perdita di potere d’acquisto (vedi l’articolo relativo a questi link: primo secondo). Andando a vedere gli indici degli ultimi 30 anni, circa prezzi nominali e reali dei beni e servizi, notiamo come oggi avere un conto in banca dia vantaggio zero se non negativo nel caso in cui il denaro sia versato e mai toccato; in tal caso infatti andremmo a pagare le varie spese e commissioni arrivando a fine anno con meno denaro di quanto versato o un interesse di pochi euro…

Attenzione, questo discorso ovviamente vale per i giovani imprenditori (anche un ragazzo che apre una pasticceria o una pizzeria lo è). Se si è negati per la materia l’opzione di lasciare il capitale in banca ovviamente è la migliore evitando di compiere azioni pericolose che promettono tanti soldi e subito.

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Valutazioni sugli impianti fotovoltaici ed i contratti della rete

Rubrica: Impianti fotovoltaici

Titolo o argomento: Valutazioni sugli impianti fotovoltaici

Rispondendo a Federico

Premesso che la potenza di un impianto fotovoltaico si misura in Wp (ovvero watt di picco) che e’ pari alla potenza erogata dai moduli in condizioni standard alla temperatura ambiente di 25°C e in presenza di una radiazione solare che sia di 1 kW per metro quadro in una giornata serena a mezzogiorno.

Premesso che gli impianti fotovoltaici sono scesi “vertiginosamente” di prezzo (come tutti i prodotti tecnologici dopo l’avvenuta diffusione) dai famosi 30.000 euro iniziali di qualche anno fa, ai circa 15.000 euro odierni per un impianto sufficiente ad una famiglia di 3 persone.

Premesso che un rendimento è il rapporto tra una grandezza fisica (potenza, lavoro…) reale erogata (al numeratore) e la stessa grandezza assorbita (al denominatore) e che i rendimenti dei pannelli fotovoltaici sono migliorati notevolmente arrivando anche in alcuni prototipi a superare il doppio del valore da te citato nella domanda.

Ebbene, premesso tutto ciò, possiamo affermare che più si diffonde questa tecnologia pulita, più i prezzi si abbassano e più la qualità (ovvero la resa) migliora. Il primo cellulare arrivato in Italia costava oltre un milione di lire, oggi un cellulare 100 volte più tecnologico costa 5 volte meno. Tra qualche anno non ci sarà più bisogno di chiedere un incentivo e ci potremo accontentare di recuperare una parte dell’acquisto scaricandolo dalle tasse.

La questione che a me invece preoccupa (e che al momento in pochi vedono), è che l’attenzione non viene incentrata sul vero argomento principale, ovvero: l’indipendenza energetica di un’abitazione. Se la tecnologia andasse oltre (e le potenzialità ci sono) si potrebbero creare (a prezzi ragionevoli) impianti solari che soddisfano totalmente il fabbisogno energetico della casa e che dispongano di accumulatori per la disponibilità energetica durante la notte o nelle giornate nuvolose. In Sardegna questo meccanismo (anche se non so con esattezza a quale livello tecnologico) è stato attuato laddove la società elettica non può raggiungere il cliente. Certo è che, d’altra parte, se non si dispone di un allaccio alla società elettrica, in caso di guasti si va incontro a seri problemi. Immaginate le conseguenze in frigoriferi e congelatori o se lavorate al pc o se semplicemente rimanete al buio in un periodo come questo…

Non ci possiamo dirigere verso gli estremi né da un lato né dall’altro. Ma la direzione giusta dovrebbe essere quella di inquinare il meno possibile, essere autosufficienti energicamente e disporre di contratti molto agevolati con la o “le” società elettriche per avere una linea garantita di corrente sempre.

Invece il meccanismo che abbiamo oggi è…

Ipotesi senza incentivi statali

Tu acquisti un impianto che non dà un contributo totale al fabbisogno energetico della tua abitazione, ma che sommato (tipicamente) ai 3 Kw che già abbiamo con la società elettrica ti porta a produrre quel tanto di energia giornaliera in più che la stessa società elettrica acquista da te per poi farti uno sconto in bolletta a fine anno. Lo sconto non consiste in una resa in denaro ma in uno sconto nei successivi utilizzi di energia elettrica a pagamento. Significa che nei mesi a seguire ti arriveranno bollette via via più basse. Risultato è che ci si trova a fare un bilancio tra i 15.000 euro spesi per un impianto sui 3Kw e il denaro che risparmierai dalla bolletta negli anni successivi. Invece di essere in condizioni di autosufficienza energetica, inizi a fare l’amministratore della corrente che produci nel tentativo (nell’arco dei 20 anni) di rientrare della spesa iniziale sostenuta. Il vantaggio lo si può ottenere solo nel caso in cui si abbia la fortuna di vivere in zone soleggiate, e contemporaneamente si abbia già l’abitudine di  consumare poco… Ma se la casa la si vive abbastanza utilizzando diferse utenze quali condizionatori, phon superpotenti e forni, beh allora mi sembra dura ottenere un recupero vantaggioso. Ci siamo avvicinati molto ma manca ancora qualcosina. I pannelli dovrebbero avere rendimenti ben più elevati, costi minori e permetterti di avere condizioni ancora più agevolate con le società elettriche.

Con gli incentivi statali?

Nel caso in cui si riescano ad ottenere gli incentivi statali che secondo le nostre fonti (basta rispettare i termini di iscrizione che scadono a metà febbraio 2009) risultano ammontare a 1550 euro l’anno per un impianto da ben 3 KW, allora si azzera quasi la bolletta e si dispone di energia pulita. Se si vive in zone poco soleggiate e ventose sarrebbe molto meglio utilizzare l’eolico e le correnti marine. E quindi offrire energie pulite proprie al tipo di zona e di clima.

Conclusioni

Nel caso in cui non si riuscisse ad usufruire degli incentivi (perchè non si sono rispettate le scadenze per ottenerli o perchè si è in sovrannumero) ti ritroveresti con una spesa annua di circa 700 euro per pagare a rate l’impianto (queste sono le cifre citate in volantini vari recuperati in fiera – vedi i siti sotto citati), ma ogni anno ti accorgeresti che stai risparmiando in bolletta al massimo (nei casi migliori) 350 400 euro. Quindi ogni anno staresti spendendo cifre intorno ai 300 euro per il pagamento dell’impianto. Inoltre in base alle varie zone d’Italia più o meno soleggiate, andrebbero ad ottenersi risultati eccessivamente differenti. In meridione, un pannello fotovoltaico rende più del doppio che a Milano ad esempio. Nebbia e piogge non garantiscono il funzionamento a regime dei pannelli fotovoltaici. Una simile fonte di energia andrebbe incentivata oltremodo in centro meridione per dar loro anche un vantaggio economico tale da potersi distinguere in Italia per le particolari caratteristiche. Certo è che produrre energia in modo pulito è al quanto accattivante e nobile per salvaguardare il pianeta dagli enormi cambiamenti climatici.

Quanto durano i pannelli fotovoltaici?

Dispongono di una garanzia di 20 anni e, assicurano i produttori, dopo 20/25 anni il decadimento del rendimento si aggira intorno al 19-20%.