Calculs sur le cycle de l'air comprimé pour une motorisation

[dedeleco]

Chatelot remarque :

claude etait plus futé : la detente se fait avec un piston et un distributeur a tiroir comme une machine a vapeur : l'energie mecanique de la detente est recupéré et ne gache pas le refroidissement : c'est beaucoup plus efficace , et il suffit de comprimer a 40bar pour reussir a liquefier l'air

je n'ai jamais vu cette explication sur le net , mais dans des encyclopedie et des livre scolaire de 1920

Sur le net on le trouve dans des cours de physique basique (technique de 1902 !) ou au milieu d'une description comme le pdf page 6 déjà mentionné :
http://nzic.org.nz/ChemProcesses/production/1K.pdf

air ... passes through the expansion turbine and cools to -162°C by doing works on the rotor blades as it undergoes a pressure drop from 6 to 0.5 atm. This turbine drives a generator and power is returned to the national grid.

[chatelot16]

ton pdf est interressant !

ca veut dire que l'echangeur de chaleur principal est encore meilleur que celui de claude : ca reussit a marcher avec une detente de 6 a 0.5bar , alors que claude detendait de 40 a 1 bar dans ses premiere machine

[bernardd]

Merci beaucoup de ces documents, Dedeleco.

On voit qu'il y a largement place pour l'innovation et l'optimisation concernant la phase de compression, en jouant sur le refroidissement de l'air avant la compression, ce qui n'est pas fait à ce jour.

Pour la phase de stockage, il n'y a pas de perte notable quand la température de sortie de compression est équilibrée à la température ambiante : on est directement à 99,999% d'efficacité énergétique.

Pour la phase de décompression, le moteur à air comprimé est le seul moteur qui exploite les basses températures, disponibles dans l'atmosphère. Il y a là aussi une large marge de progression technologique sur les échanges thermiques pour arriver à la limite théorique des 230% d'efficacité énergétique.

Vu le faible coût des réservoirs et leur durée de vie potentiellement illimitée (12000 cycles soit 32 ans à raison d'une charge par jour), on peut envisager un stockage domestique, avec une efficacité globale importante, permettant d'éliminer les pertes de réseau et d'exploiter l'énergie solaire transitoire, tout en récupérant la chaleur de compression pour l'usage domestique, et le froid de la décompression pour un nouveau type de réfrigérateur, producteur d'énergie électrique au lieu d'être consommateur.

[oiseautempete]

On voit qu'il y a largement place pour l'innovation et l'optimisation concernant la phase de compression, en jouant sur le refroidissement de l'air avant la compression, ce qui n'est pas fait à ce jour.

Pour la phase de stockage, il n'y a pas de perte notable quand la température de sortie de compression est équilibrée à la température ambiante : on est directement à 99,999% d'efficacité énergétique.

Pour la phase de décompression, le moteur à air comprimé est le seul moteur qui exploite les basses températures, disponibles dans l'atmosphère. Il y a là aussi une large marge de progression technologique sur les échanges thermiques pour arriver à la limite théorique des 230% d'efficacité énergétique.

Vu le faible coût des réservoirs et leur durée de vie potentiellement illimitée (12000 cycles soit 32 ans à raison d'une charge par jour), on peut envisager un stockage domestique, avec une efficacité globale importante, permettant d'éliminer les pertes de réseau et d'exploiter l'énergie solaire transitoire, tout en récupérant la chaleur de compression pour l'usage domestique, et le froid de la décompression pour un nouveau type de réfrigérateur, producteur d'énergie électrique au lieu d'être consommateur.

C'est bien connu: les ingénieurs frigoristes et spécialistes en thermodynamique sont tous des imbéciles, et celà depuis 90ans...

Améliorer le rendement est toujours possible, mais certainement pas dans les proportions hallucinantes que les tenants du moteur à air imaginent...
Refroidir préalablement nécessite de l'énergie...qui n'est pas "gratuite", quand aux 99.999% de rendement: je ne connais aucun compresseur de quel type que ce soit qui a 0 frottements...

[bernardd]

Fatiguant, cet usage constant des insultes.

Améliorer le rendement est toujours possible, mais certainement pas dans les proportions hallucinantes que les tenants du moteur à air imaginent...

Pour une fois que la thermodynamique nous propose un moteur qui exploite la température ambiante de l'atmosphère, pourquoi ne pas l'utiliser ?

Refroidir préalablement nécessite de l'énergie...qui n'est pas "gratuite", quand aux 99.999% de rendement: je ne connais aucun compresseur de quel type que ce soit qui a 0 frottements...

Mal lu, ce chiffre s'applique à la phase de stockage, pas à la décompression. Les pertes au niveau du stockage sont de l'ordre de 4 10-4 sur le volume du réservoir par an.

[Ptilu]

Juste une question :
A quoi sert un moteur dont le carburant n'existe pas à l'état naturel, dont le rendement sur cycle réel est pitoyable et dont la densité énergétique est minable??? Même la pile a combustible moderne est plus efficace et sera effective que dans 30 ans (en étant toujours un mauvais concept)
++

[bernardd]

A quoi sert un moteur dont le carburant n'existe pas à l'état naturel,

C'est comme si tu disais que l'électricité n'existe pas à l'état naturel !

La plus grosse machine à pression, c'est la terre, et l'atmosphère est certainement la plus efficace machine thermodynamique basée sur le pression.

Quand aux réserves de pression sur terre, regarde du coté du Golfe du Mexique ces temps-ci : il semble que la réserve de pression est largement supérieure à ce que BP savait gérer, et que cette énergie de pression est constamment gaspillée jusqu'à maintenant.

dont le rendement sur cycle réel est pitoyable

Mais à part utiliser des mots émotionnels, tu te bases sur quoi pour affirmer cela ? De quel cycle parles-tu et de quel "rendement" parles-tu exactement ?

et dont la densité énergétique est minable???

Si tu parles de l'énergie contenue dans le réservoir, on est à 60Wh/kg, soit l'ordre de grandeur des batteries au plomb pleines, et des batteries au lithium à moitié vides : la masse de l'air diminue avec l'utilisation de l'énergie, alors que la batterie conserve sa masse même vide...

Mais si tu parles de l'énergie mobilisable dans une détente isotherme idéale, exploitant au mieux l'énergie thermique de l'atmosphère, la limite théorique est à 137Wh/kg, ce qui est une très bonne batterie.

La technologie actuelle semble atteindre 90Wh/kg.

[chatelot16]

Vu le faible coût des réservoirs et leur durée de vie potentiellement illimitée (12000 cycles soit 32 ans à raison d'une charge par jour), on peut envisager un stockage domestique, avec une efficacité globale importante, permettant d'éliminer les pertes de réseau et d'exploiter l'énergie solaire transitoire, tout en récupérant la chaleur de compression pour l'usage domestique, et le froid de la décompression pour un nouveau type de réfrigérateur, producteur d'énergie électrique au lieu d'être consommateur.

faible cout des reservoir ?
chez moi le cout d'un reservoir d'air comprimé est largement superieur a la batterie au plomb qui stocke la meme energie

et leur durée de vie potentiellement illimitée (12000 cycles soit 32 ans à raison d'une charge par jour)

je suis bien d'acord que la duré de vie des reservoir est longue : meme completement indepandante du nombre de cycle : donc pourquoi faire un calcul de nombre de cycle ?

avec un bon systeme de desydratation de l'air a comprimer un reservoir est eternel ... mais il faudra l'expliquer au controleur de l'apave qui plombent lamentablement toutes les utilisation de l'air comprimé par des controles trop couteux ...

on peut envisager un stockage domestique, avec une efficacité globale importante

oui mais ce n'est economiquement rentable que si l'air comprimé est utile pour autre chose : si l'air comprimé ne sert qu'a stocker l'energie c'est plus cher que la batterie

pour celui qui fait de la plongé , qui a deja payé ses bouteille et son compresseur a 200bar , avoir un moteur en plus permet d'utiliser son materiel aussi pour stocker de l'energie

tout en récupérant la chaleur de compression pour l'usage domestique

grosse erreur : le rendement du compresseur n'est bon que si il est refroidit eficacement pour rester a temperature ambiante : si tu laisse sa temperature monter pour faire de la chaleur utile son rendement diminue et la chaleur produite n'est pas gratuite du tout

et le froid de la décompression pour un nouveau type de réfrigérateur, producteur d'énergie électrique au lieu d'être consommateur

meme erreur : si la temperature du moteur baisse le froid produit n'est pas gratuit

de toute facon je n'ecris pas cela pour repondre a bernardd qui ne me comprend pas mais pour corriger ce qui pourait enduire d'erreur d'autres lecteurs

[bernardd]

faible cout des reservoir ?
chez moi le cout d'un reservoir d'air comprimé est largement superieur a la batterie au plomb qui stocke la meme energie

Au marché de détail aujourd'hui, certainement. Mais la fabrication permet de prévoir dès maintenant des coûts en chute dès que le marché augmentera.

je suis bien d'acord que la duré de vie des reservoir est longue : meme completement indepandante du nombre de cycle : donc pourquoi faire un calcul de nombre de cycle ?

Sed lex, dura lex :-)

Sinon, je te comprend effectivement : au moins je crois

Au fait, as-tu trouvé comment comprimer de l'air avec une pierre ?

[chatelot16]

reservoir d'air comprimé je suis capable d'en faire avec de la tole et un chalumeau : probleme rien que le prix de la tole neuve est du meme ordre que le compresseur entier avec sa cuve made in china ...

il faut dire que depuis qu'on a vendu nos acierie a l'indien mital ...

quand je compare air comprimé et batterie au plomb , je compare surtout le prix de l'acier du reservoir au prix du plomb de la batterie

je fait des batterie au plomb avec de la feuille de plomb pour toiture , methode planté inventeur des batterie : ca fait des batterie plus lourde que le 40wh/kg des batterie actuelle mais a duré de vie beaucoup plus longue

autre remarque la batterie n'est pas comparable qu'au reservoir d'air comprimé elle remplace aussi le moteur electrique le compresseur le moteur a air et l'alternateur : elle fait tout a la fois : elle est disponible dans le commerce pour celui qui veut acheter , elle est facile a fabriquer pour les gens comme moi ...