DESERTEC : le projet européen

[_Ulysse_]

Une question naïve : Quel est l'avantage par rapport à utiliser de l'air comprimé ?
Dans les deux cas, toute l'énergie est stocké sous forme "mécanique" (=compression d'un gaz) ?

L'avantage c'est que tu stockes plus d'E car l'azote est censé être stocké liquide.
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[Cécile]

L'inconvénient est que liquéfier coûte beaucoup plus d'énergie que simplement comprimer.
Déjà que le rendement du moteur à air comprimé est très faible, je n'ose imaginer le rendement total (incluant l'énergie nécessaire pour liquéfier) du moteur à azote liquide.
Sans compter les difficultés techniques (garder l'azote liquide quand tu ne te sers pas de ta voiture plusieurs jours, obtenir une pression d'azote gazeux suffisante pour faire tourner ton moteur...)
Bref, ça me semble une mauvaise idée.

[invite3bc67cce]

Un autre gros inconvénient de l'azote liquide, c'est sa détente soudaine (perforation de la réserve suite à un accident ou explosion du réservoir dû à un feu) qui alors gel tout autour

[Eric DUPONT]

lavantage de l'azote liquide par rapport a l'air comprimé c'est la densité. Dans un coffre de voiture de 300 litre on peu mettre peu etre 200 litre d'azote liquide soit 160 kg d'équivalent air comprimé . alors que l'air comprimé comme les bouteilles sont cylindrique dans le même volume on ne va stocker que 40 kg d'air et le cout du reservoir sera plus elever.

donc le stockage de l'azote liquide est economique, la perte d'un reservoire peu n'etre que de 1% par jour.

peu etre estil possible de produire 2 kilogramme d'azote par kwh, ce qui amenerait le rendement a 50%, pour comparaison avec l'hydrogene et un moteur a exposion le rendement est moins bon pour l'hydrogene:

il faut produire l'hydrogene, rendement 90%, le liquefié ce qui ocasionne encore une perte, ensuite le rendement du moteur n'est que de 30% ce qui peu faire un rendement globale de 20%

quand on prend un litre d'essence le rendement globale est un peu meilleur , environ 30 %.

mais avec l'azote liquide si 1 kwh permet de produire a partir de l'azote 500 watt/h c'est un rendement bien meilleur que l'essence même si l'on rechauffe de l'azote avec de l'essence on a encore un rendement de 30%.

[invitef87b7d1f]

Salut,
Avez-vous seulement survolé le comportement des métaux à très basse température ? ( Tout devient très cassant !)
@+

[remyb]

lavantage de l'azote liquide par rapport a l'air comprimé c'est la densité.

Si je comprends bien la différence, c'est que :
Dans un cas, on stocke le gaz sous forme liquide, à pression (plus ou moins) ambiante dans un réservoir bien isolé.
Dans l'autre cas, on stocke le gaz sous forme gazeuse, à température (plus ou moins) ambiante dans un réservoir qui résiste à la pression.

[Cécile]

Un rendement de 50 % pour un moteur à gaz comprimé (quel qu'il soit), c'est bizarre mais j'ai des doutes !

[Eric DUPONT]

le moteur a azote liquide produira 250 watt/h par kilogramme d'air et avec l'equivalent de 250 watt/h d'energie caorifique pour rechauffer l'azote.

pour produire 1 kilogramme d'azote il doit falloire environ 500 watt/h dans une unité de production ayant un bon rendement.

par concequent il faut 500 watt/h d'energie mecanique et 250 watt/h d'energie calorique pour produire 250 watt/ h d'energie mecanique.

ca fais un rendement de 33 %, c'est comparable a un moteur diesel .

le moteur a azote liquide a besoin de 3 fois moins d'essences qu'un moteur normale mais en contre partie il a besoin d'azote liquide qui necessite l'equivalent en energie necessairpour un moteur a essence.

l'avantage du moteur a azote liquide est donc que les 2 tiers de l'energie dont il a besoin peu etre apporté par une source d'energie renouvelable et que cette energie peu etre stocker.

[invite765732342432]

watt/h

Bonjour
Je n'ai pas les compétences pour juger le contenu de tes propos, mais serait-il possible d'utiliser la bonne unité ? surtout que tu parles bien de kwh ailleurs !
Merci

[Cécile]

Quelles sont des sources pour ces rendements, Eric ?

[Eric DUPONT]

c'est la bonne unité il sa'git bien de watt/h 1000 watt= 1 kilowatt.

j'ai calculer moi même tout cela.

[invite765732342432]

c'est la bonne unité il sa'git bien de watt/h 1000 watt= 1 kilowatt.
j'ai calculer moi même tout cela.

Mon problème n'est pas le facteur 1000 mais le "watt divisé par une heure" au lieu de "watt multiplié par une heure".
Car, si j'ai bien compris, tu parles d'énergie et donc de Joules, non ?

[Eric DUPONT]

effecitivement c'est une faute d'ortographe en language parler je vais dire qu'une ampoule fais 60 watt par heure un peu comme des kilometre heure je vais dire cette voiture fais 50 km par heure.

et pour la chaleur effectivement c'est des joules ou des calories mais c'est quand meme pus simple de comparer des kwh avec des kwh que d'introduire des joules ou des calories qui ne sont pas des unités tres courantes.

je fais une sorte de vulgarisation pour que ceux qui ne savent pas ce qu'est des joues aient une chance de comprendre.

[yves25]

et pour la chaleur effectivement c'est des joules ou des calories mais c'est quand meme pus simple de comparer des kwh avec des kwh que d'introduire des joules ou des calories qui ne sont pas des unités tres courantes.

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Moi, je trouve que ce sont toutes ces unités bidon qui nous pourissent la vie (kWh, CV, calories, TEP, BU et quoi encore?) dans le système international l'unité d'énergie, c'est le Joule !

[_Ulysse_]

Tout à fait l'énergie c'est en Joule.

PS : une ampoule ne fait pas 60 W à l'heure, elle a une puissance de 60 W tout court.

Le pb c'est qu'il y a beaucoup de chiffres de quantité d'énergie qui sont donnés en Kwh, alors on a tendance à utiliser cette unité pour pouvoir comparer facilement. On pourrais parler en MJ cela ne changerais pas grand chose.

Par ex 27kwh = 27 000 * 3600 = 97,2 MJ

[remyb]

par concequent il faut 500 watt/h d'energie mecanique et 250 watt/h d'energie calorique pour produire 250 watt/ h d'energie mecanique.

Avec cette énergie mécanique et calorifique, ne serait-il pas plus simple de synthétiser du pétrole à partir de déchets végétaux ? (il y a déjà des discussions la dessus, par exemple : ICI)
=> Pas (ou peu) que modification à faire sur le fonctionnement actuel : moteur thermique, station service, etc...

Pour moi, le problème numéro 1, c'est où trouver l'énergie. Pas comment la stocker pour l'utiliser dans une voiture...

[Eric DUPONT]

le sujet c'est du post c'est que faire d'une energie electrique abondante et relativement bon marcher qui viendrait du desert.

comme je l'ai expliquer il est possible de faire un moteur qui va avoir un rendement de 30 % et qui continuera d'avoir besoin d'un tier d'energie fossile et qui pourra utilisé 2 tiers d'energie renouvelable electrique et sans emetre de polution du type nox co ou autres.

si on fais du carburant avecd de l'energie il faut du carbone et qui est donc quelque chose d'abondant mais reste epuisable et d'autre part il ya un rendement qui n'est pas nu pour au final mettre dans un moteur dont le rendement serait de 30% et avec de la polution des gaz d'echappement.

l'azote liquide est semble til le vecteur energetique du futur notament pour les transports et associé avec un projet style desertec.

[Cécile]

comme je l'ai expliquer il est possible de faire un moteur qui va avoir un rendement de 30 % et qui continuera d'avoir besoin d'un tier d'energie fossile et qui pourra utilisé 2 tiers d'energie renouvelable electrique et sans emetre de polution du type nox co ou autres.

Non, tu n'as rien expliqué, tu as balancé des chiffres sans justification. As-tu les sources ?

[Eric DUPONT]

ben une fois qu'on a compris un peu le truc avec toutes les unité c'est a dire le rapport qu'il ya entre les joules , les calories, les watt et aussi qu'on comprend la difference entre des degré kelvin et des degres celcius le calcul du rendement d'un moteur est presque d'une simplicité enfentine.

y'a que presque deux forumle hyper simple a savoir. c'est que l'orsque l'on comprime un gaz sa chaleur augmente et l'orsque que 'on detend ce gaz sa chaleur diminue. la thermodynamie permet de prevoir de quel temperature va selever le gaz en fonction de la compression ou detente qu'on lui applique et apres la puissance necessaire pour cette detente est directement lié a cette augmentation de temperature et a la chaleur massique du gaz.

donc si vous etes pret , je commence.

l'azote a une chaleur massique de 249 calorie par °par kilo contre 1000 pour l'eau.

c'est a dire qu'il faut apporté 249 calorie a un kilogramme d'azote pour augmenter sa temperature de 1°C.

donc j'usque la c'est tres simple.


pour notre moteur nous allons prendre de l'azote gazeux a 400 bar et 0°C et nous allons elever sa temperature a 500°C , il nous faudra donc 125000 calorie pour effectué cette operation sur 1 kg d'azote. ca c'est de l'energie que l'on depense avec la combustion d'essence par exemple.

apres nous allons detendre une premier fois l'azote dans le moteur et de 400 bar nous allons passer a 20 bar et donc avec la petite formule tres simple que je vous donne il vous sera possible de calculer la temperature de l'azote a l'echappement du premiere etage. c'est en conaissant la difference de temperature entre l'admission et l'echappement que vous pourrez calculer la puissance delivrer par cette premiere detente et ceci grace a la chaleur massique de l'azote.

donc la formule est la suivante:

le rapport de temperature= rapport de pression a la puissance 0,29

un exemple, j'ai un gaz a 400 bar et 500°c je veux conaitre sa temperature si j'abaisse sa pression dans un moteur ju'squ'a 20 bar. pour ce cas le rapport de pression est 20 puisque l'on passe de 400 bar a 20 bar. et donc pour conaitre le rapport de temperature il faut remplacer les chiffres dans la formule:

rapport de temperature= 20 a la puissance 0,29= 2,38

maintenant il faut savoir que les temperatures doivent etre exprimé en kelvin et non en ° celcius. c'est par rapport au zero absolu qui est a -273°c il faut donc rajoutté 273 a 500 et divisé le tout par 2,38 pour conaitre la temperature a l'echappement en kelvin de notre moteur et ca donne 773/2,38= 324 °k et donc ce qui fait 51°C. voila ca c'est la temperature a l'echappement du premier etage qui permet de descendre la pression de 400 bar a 20 bar. ca fais une chutte de temperature de 450°C ce qui veux dire que la detente a absorber 112000 calorie.

il nous faudra encore 112000 calorie pour remonter la temperature de l'azote a 500°c et on retirera encore 112000 calorie d'une deuxieme detente de 20 bar a 1 bar dans le deuxieme etage du moteur.

au total il nous aura fallu 237000 calorie par kilogramme d'azote pour chauffer l'azote et chaque kilogramme d'azote nous aurra apporter 224000 calorie, ce qui correspond a 260 watth par kilogramme d'azote.

[streshydrique]

Just une petite reaction, je n'ai que survole la discussion (j'y retourne). J'ai toujours tandance a me mefier de ce genre de "superprojet". Les sytes d'implantation de centrale solaire doivent etre choisie avec minutie, implanté certe en zone desertique mais pas en plein desert.

Il ne faut pas qu'il y ait de dune (probleme ensablement de fondation pour la tour), pas de vents de sable (pour les heliostats et autre mecanisme, c'est tres moyens), donc a mon sens les sites sont trés limité a l'extreme periferie voir en zone presque cotiere...

[_Ulysse_]

Eric : tu nous réinvente la machine à vapeur la non?

Dans ton système c'est ce que tu brûle pour chauffer à 500°C qui apporte l'E et non l'Azote. Enfin c'est mon impression.

[_Ulysse_]

Pour utiliser l'azote comme vecteur, il faut le stocker compressé ET/OU chaud (à température ambiante par ex) mais la on réinvente la voiture à air comprimé.

Si tu le stocke liquide (froid) pour profiter de la détente l'azote doit prendre de l'E thermique pour changer d'état donc une fois de plus l'azote n'est plus un vecteur.

[Cécile]

Eric, tu dis en plein de phrases compliquées un truc hyper-simple, à savoir PV=nRT, un principe de base de la thermodynamique. Si on ne prend que ça en compte, tous les rendements sont de 100 % : on comprime, on détend, on recomprime... sans aucune perte.
Sauf que tu oublies que ça marche pour un système isolé, en équilibre thermique à chaque instant (transformation réversible). Ce n'est bien sûr pas le cas d'un système tel que tu le décris. Il faut donc tenir compte des pertes (autrement dit, de la dégradation en chaleur de l'énergie mécanique). C'est là que le bât blesse.

[Eric DUPONT]

oui c'est ni plus ni moins qu'une machine a vapeur. ya rien de sorcier.

et c'est effectivement ce que l'on brule qui apporte l'energie, mais comme l'azote est tres froid le rendement entre l'energie apporté et l'energie recuperer est de 100% aucune machine thermique n'est capable de cela.d'ailleur en prenant l'importe quel moteur a combustion on pourait ameliorer son rendement en injectant de l'azote dans le cylindre, ca permetrait d'augmenter le taux de compression, le probleme du moteur thermique a explosion c'est la polution engendre par la combustion incomplete, tandis que la la combustion est continue.

pour l'energie dans le desert a mon avis le plus performant et competitif c'est letracker sur un mat assez haut avec moteur stirling d'un rendement de 25 a 30%.c'est ce qu'il ya en californie
en cas de vent il se met en position horizontale et il doit etre possible de suffisament le fiabiliser pour resister au vent de sable et rendre ses mecanisme d'orientations etanches.

peu etre que la rose du matin pourrais le rendre autonetoyant et avec un vitrage special autonetoyant.

peu etre même que l'ombre genére doit permetre de faire de la culture ??

[_Ulysse_]

Encore que pour moi c'est pas le principale pb.

Il viens d'expliquer pour utiliser son système, il faut chauffer l'azote sur place.
Mais alors on en reviens toujours au même pb, à savoir le vecteur d'E.

[Eric DUPONT]

Eric, tu dis en plein de phrases compliquées un truc hyper-simple, à savoir PV=nRT, un principe de base de la thermodynamique. Si on ne prend que ça en compte, tous les rendements sont de 100 % : on comprime, on détend, on recomprime... sans aucune perte.
Sauf que tu oublies que ça marche pour un système isolé, en équilibre thermique à chaque instant (transformation réversible). Ce n'est bien sûr pas le cas d'un système tel que tu le décris. Il faut donc tenir compte des pertes (autrement dit, de la dégradation en chaleur de l'énergie mécanique). C'est là que le bât blesse.

oui mais les pertes doivent pas etre trop important je pense.

c'est vrai que la culasse a 500° il va falloir la reffroidir et donc si la temperature est de 500° a l'entree de la culasse elle peu n'etre plus que de 450° a l'entrer dans la chambre de cylindre. apres une fois dans le cylindre on peu pense que la temperature moyenne est de 200° c'est a dire que l'azote va encore etre reffroidie avant d'avoir ete detendue mais en contre partie elle sera rechauffe lors de la detente par la chaleur qui aura ete transmis au cylindre puisque la temperature d'echappement est de 50°.

pour les frottement c'est de la chaleur qui est recuperer.

il est donc possible qu'un kilogramme d'azote ne fournisse que 200 watth au lieu de 260 watth et que la chaleur necessaire pour rechauffer soit superieur avec les pertes dans l'echangeurs mais la encore la temperature de l'echappement est tres faible il est meme possible d'avoir une chaudiere a condensation et on peu même prechauffé l'azote avec autre chose que de l'essence mais une eau saline a 300°.

on peu aussi faire 3 detentes au lieu de 2 et abaissé la temperature de la culasse et donc diminuer les pertes du au reffroidissement de la culasse.

globalement je pense que l'on arrive a plus de 200 watth par kilogramme d'azote. a savoir que la chaleur contenue dans 1 litre d'eau a 300° est assez elevé. et que donc globalement l'azote liquide est une bonne voie.

[Eric DUPONT]

http://www.youtube.com/watch?v=d_j_RxRR0lg

voila un tracker stirling solaire, a mon avis ca doit pouvoir resister a tout.

[yves25]

Je me trompe ou tu nous dis que la température de la source chaude est de 200° et celle de la source froide de 50° Celisus ?

[Eric DUPONT]

http://www.stirlingenergy.com/techno...ar-thermal.asp

un producteur de central stiring.

pour le moteur la source chaude est de 500°C et la temperature de l'echappement est de 50° et j'ai parler d'un rendement globale de 33% puisque je tiens compte de l'energie necessaire pour produire l'azote liquide.qui serait de 500 watth/kilo plus l'energie pour rechauffer l'azote 250watth/kilo = une depense d'energie de 750 watth pour recuperer a la roue 250watt/h

[Cécile]

oui mais les pertes doivent pas etre trop important je pense.

Le "je pense" n'est pas un bon argument. En revanche, les performances des moteurs à air comprimé, qui ressemblent fortement aux systèmes à l'azote liquide, suggèrent au contraire que les pertes sont très importantes.