Motor generador de nitrógeno líquido

[Eric DUPONT]

según mis cálculos, la energía mínima para obtener 1 kg de nitrógeno líquido es 250 wh y, a la inversa, 1 kg de nitrógeno líquido puede proporcionar 250 wh / kg.

[ABC2019]

según mis cálculos, la energía mínima para obtener 1 kg de nitrógeno líquido es 250 wh y, a la inversa, 1 kg de nitrógeno líquido puede proporcionar 250 wh / kg.

en teoría, todas las máquinas térmicas pueden ser reversibles, en la práctica siempre hay pérdidas.

[Remundo]

de hecho, debemos ver el depósito de N2 líquido como una fuente fría y la atmósfera como una fuente caliente.

hay máquinas térmicas ditermicas que casi pueden alcanzar los rendimientos de Carnot (ciclo de Stirling, por ejemplo). Podríamos considerar máquinas de gas helio.

A) Una primera máquina actúa como frigorífico y enfría la reserva de N2 líquido (en la práctica este licua el N2)
B) Una segunda máquina actúa como motor dither y calienta la reserva de N2 (concretamente vaporiza N2)

Si tiene un depósito de N2 muy grande y muy bien aislado, las pérdidas de calor pueden ser bastante bajas.

En teoría, la eficiencia general del sistema puede estar cerca de 1.

El hecho de atravesar un gas licuado permite reducir considerablemente el volumen de la fuente fría, y también estabilizar su temperatura mientras coexistan en ella 2 fases.

[Bardal]

de hecho, debemos ver el depósito de N2 líquido como una fuente fría y la atmósfera como una fuente caliente.

hay máquinas térmicas ditermicas que casi pueden alcanzar los rendimientos de Carnot (ciclo de Stirling, por ejemplo). Podríamos considerar máquinas de gas helio.

A) Una primera máquina actúa como frigorífico y enfría la reserva de N2 líquido (en la práctica este licua el N2)
B) Una segunda máquina actúa como motor dither y calienta la reserva de N2 (concretamente vaporiza N2)

Si tiene un depósito de N2 muy grande y muy bien aislado, las pérdidas de calor pueden ser bastante bajas.

En teoría, la eficiencia general del sistema puede estar cerca de 1.

El paso a través de un gas licuado reduce considerablemente el volumen de la fuente fría.

Pero la eficiencia de Carnot sigue siendo válida, y está lejos de llegar a 1, incluso en condiciones ideales (que, además, nunca se alcanzan).

[Eric DUPONT]

las pérdidas que hacen que lleguemos a una eficiencia del 60% se deben únicamente a la fricción, a las pérdidas del intercambiador que no intercambia perfectamente, a las pérdidas térmicas por convección. de lo contrario, la máquina es 100% reversible, se necesita tanta energía para producir nitrógeno líquido como libera el nitrógeno líquido. Como dice Remundo. la ventaja del nitrógeno líquido es la alta densidad energética del nitrógeno líquido. la otra ventaja es que es más fácil reducir las pérdidas de calor en comparación con el almacenamiento de calor. ver que una fuente fría no irradia. Todos los sistemas de almacenamiento de energía con fuentes de calor y frío son suceptibles para alcanzar una eficiencia del 60%.

[ABC2019]

las pérdidas que hacen que lleguemos a una eficiencia del 60% se deben únicamente a la fricción, a las pérdidas del intercambiador que no intercambia perfectamente, a las pérdidas térmicas por convección. de lo contrario, la máquina es 100% reversible, se necesita tanta energía para producir nitrógeno líquido como libera el nitrógeno líquido. Como dice Remundo. la ventaja del nitrógeno líquido es la alta densidad energética del nitrógeno líquido. la otra ventaja es que es más fácil reducir las pérdidas de calor en comparación con el almacenamiento de calor. ver que una fuente fría no irradia. Todos los sistemas de almacenamiento de energía con fuentes de calor y frío son suceptibles para alcanzar una eficiencia del 60%.

No lo he analizado en detalle, pero creo que la eficiencia del 60% se debe principalmente al hecho de que cuando se comprime, el exceso de calor se disipa al exterior en lugar de almacenarse como "caliente" para luego recuperarse en la relajación, que por supuesto eliminaría la ventaja de su almacenamiento en frío. En realidad, se disipa al exterior a temperatura ambiente, y luego se extrae calor del medio ambiente para la evaporación, y son todas las pérdidas e irreversibilidad del proceso.

[Remundo]

Pero la eficiencia de Carnot sigue siendo válida, y está lejos de llegar a 1, incluso en condiciones ideales (que, además, nunca se alcanzan).

esto no es un problema porque nos beneficiamos de la eficiencia de enfriamiento en el proceso. Sean TC la temperatura de la fuente caliente y TF el de la fuente fría.

Eficiencias de un motor de vibración (llamando a QF la transferencia de calor en la fuente fría y QC en la fuente caliente):
* RMC=W/QC=1-TF/TC=(TC-TF)/TC
* RMF=W/QF=(TC-TF)/TF

Eficiencia de enfriamiento Ditherme Ef = TF / (TC – TF)

Notamos que RMF x Ef = 1

Si llamamos QF muestreo térmico en el reservorio de N2

(D) en la reducción de ganado, el trabajo recuperado es tal que: Wrecup / QF = RmF

(S) y también en almacenamiento, el trabajo de almacenamiento es tal que: QF / Wstock = Ef

al multiplicar miembro por miembro las 2 últimas relaciones (D) x (S), vemos que Wrecup / Wstock = RmF x Ef

Oro con ciclos de Carnot o asimilado (Stirling, Ericsson ...): RmF x Ef = 1

Teniendo en cuenta varias pérdidas, obviamente estaremos por debajo, pero probablemente por encima del 50%, y tal vez incluso alrededor del 70%.

En cualquier caso hay ningún obstáculo teórico para tener un muy buen rendimiento (límite 100%) por este almacenamiento criogénico.

[Eric DUPONT]

de hecho es posible tener una eficiencia de almacenamiento termodinámico teórico del 110% si al momento de restaurar la energía con nitrógeno líquido tenemos una fuente caliente de 70 ° C en lugar de 15 °, como planta térmica de rechazo, centro de reciclaje.

[Eric DUPONT]

A diferencia de la alta potencia de visualización, nterk almacena el calor de compresión en el entorno circundante. higviewpower tiene un rendimiento del 60% y acaba de recaudar 140 millones de euros. NTERK solo necesita 80000 euros. una vez que se realice la prueba de que NTERK recaudará como potencia máxima 140 millones de euros, el valor de NTERK será cien veces ...

[Exnihiloest]

el ciclo termodinámico es 100% reversible. el calor se evacua durante la compresión hacia el medio ambiente y luego se recupera durante la expansión.

La compresión es un trabajo mecánico que se acompaña de disipación de calor. Como resultado, el gas comprimido realizará menos trabajo mecánico en la expansión que en la compresión, y el delta solo se puede recuperar parcialmente del calor.