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Cap.7 - I cicli termici delle macchine motrici
Gc
Combustione
η
b
H
i
W
TC
Macchina
Termica
ηtd
W
' mu
Trasmiss.
Meccanica
ηm
Wasse
Generatore
Elettrico
ηel
Wel
Figura 39: Processo di conversione dell’energia dal combustibile ai morsetti.
Se l’energia meccanica viene convertita in energia elettrica bisogna tener conto anche di un
rendimento elettrico che va a diminuire ulteriormente il rendimento globale.
Wel =η
el
Wasse = ηm ηb ηtd η
el
Gc Hi = ηg η
el
Gc Hi
(7.87)
l’intero processo di conversione è schematizzato in Fig.39.
Alcuni testi definiscono il rendimento globale come quello derivante dalla (7.87), ovvero
W
η = = η η η η = η η (7.88)
el
ge m b td el g el
Gc
Hi
Per evitare confusione, chiameremo η ge rendimento globale elettrico.
A questo punto è immediato calcolare il consumo di combustibile dell’impianto
G
W
W
asse
el
c
= =
ηg Hi ηge Hi
(7.89)
Il rendimento globale viene detto anche “tank-to-wheel” (lett. dal serbatoio alla ruota) e nel
caso elettrico si ferma ai morsetti del generatore, non includendo quindi i costi energetici di
distribuzione dell’energia elettrica, dovuti al rendimento delle linee. Nel 2005, secondo
l’Autorità per l’Energia, il fabbisogno medio pesato del parco termoelettrico italiano è stato di
2107 kcal/kWh, corrispondente a un rendimento globale medio di circa il 40,8%.
Generalmente si fa riferimento al consumo specifico di combustibile, cs, ovvero la portata di
combustibile necessaria per produrre 1 W di potenza meccanica od elettrica
cs
mecc
Gc
1 ⎡ kg/s kg⎤
= = =
W η H ⎢
⎣ W J ⎥
⎦
asse g i
(7.90)
Gc
1 ⎡ kg/s kg⎤
csel
= = =
Wel ηg ηel H ⎢
i ⎣ W J ⎥
(7.91)
⎦
Il consumo specifico è anche interpretabile come la massa di combustibile che è necessario
bruciare per produrre l'unità di energia, ed è ancora invalso l’uso di esprimerlo in unità
tecniche quali g/Cvh o kg/kWh.
Ngli ultimi anni, in una prospettiva globale di risparmio energetico, è invalso l’uso di
considerare anche il ciclo integrato del combustibile, inclusa l’energia spesa nella sua
estrazione, nel trasporto, e nella eventuale raffinazione e distribuzione dello stesso: si parla
così di rendimento “well-to-wheel” (dal pozzo alla ruota); visti i numerosi fattori coinvolti, la
sua valutazione esatta non è semplice.
P.Di Marco – Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e Macchine Termiche 7-63