Jumping Jack Flash weblog

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – Colonnina di ricarica / armadio elettrico

Posted in Uncategorized by jumpjack on 25 aprile 2016

Attualmente uso due caricabatterie da 250 e 300 W per ricaricare l’ecojumbo. Ma sono “temporaneamente” (da più di un anno…) collocati dentro al vecchio scooter che avevo prima…

Ho calcolato che, i due CB,  se hanno un’efficienza del 90% come è probabile che sia, essendo uno da 60V/4A e l’altro da 60V/5A dissiperanno una potenza pari a 60*4*0.10 + 60*5*0.10 = 24W + 30 W = 54W.

Quanto calore può dissipare un cosiddetto “armadio elettrico”? Questa pagina permette di calcolarlo:

http://www.claredot.net/it/sez_Elettrotec/dissipazione_quadri_elettrici.php

(dispense universitarie su dimensionamento termico quadri elettrici: link)

I miei due caricabatterie hanno dimensioni 18x9x5 e 18x9x7 cm.

Li potrei affiancare in due modi:

armadio-batterie

Nel primo caso servirebbe un mobiletto di almeno 22 x 26 x 11 cm, nel secondo 22 x 18 x 13, considerando sempre una distanza di 2cm tra i caricabatterie e le pareti e tra di loro. Il suddetto sito dà nei due casi una dissipazione possibile di 16W e 13W considerando una temperatura esterna massima di 40° e interna di 60°c. La capacità di raffreddamento raddoppia se l’armadio è in alluminio invece che in plastica: 32 e 26 W.

Non ci siamo.

O prendo un armadio più grande, o lo munisco di raffreddamento ad aria: quest’altra pagina permette di calcolare il flusso d’aria in m3/h necessario ad asportare una certa quantità di calore: https://www.stego.de/nc/it/servizi/strumenti-di-calcolo/calcolo-della-potenza-di-raffreddamento.html.

Per estrarre 60W di calore serve un flusso di almeno 9.3 m3/h (=6.47 CFM – cube foot minute) .

Su rs-components è facile trovare una ventola che abbia determinati requisiti in termini di volume d’aria spostato in un’ora: link Basterebbe una ventolina da 12V/6W e 14 euro, per esempio, Una ventola a 230V costa molto di più, 70 euro!

Non volendo usare la ventilazione, cercando “armadio elettrico” su Amazon ci sarebbe questo: 400x300x200mm – Cablematic, in acciaio, 55 euro; il calcolo dice che può dissipare 57W, ancora poco. 😦 Ci vorrebbe quello da 700×400… e 104 euro!

Da una parte affidarsi a un sistema di raffreddamento attivo mette di fronte al rischio che un guasto alla ventola faccia surriscaldare e rompere anche i caricabatterie; dall’altra, usare un sistema passivo (=”grossa scatola”) significa spendere più di 100 euro.

Penso che opterò per un armadio piccolo (400x300x200 cm, 55 euro) dotato però di due ventole (totale: 55+28 =78 euro).

L’uovo di colombo: il riscaldamento globale esiste, è causato dall’uomo ma non dipende dall’effetto serra

Posted in ambiente by jumpjack on 6 ottobre 2015

La disputa tra chi sostiene che il riscaldamento globale esiste ed è causato dall’uomo e chi lo nega va avanti da anni.

C’è chi dice che l’aumento di CO2 nell’aria è per forza dovuto all’uomo, e che la CO2 impedisce ai raggi infrarossi di lasciare il pianeta.

C’è chi dice che l’uomo non c’entra niente ed è colpa delle mucche e del metano che emettono…

Fatto sta che la temperatura media aumenta, e con essa i fenomeni meteo estremi.

E allora?

Dove sta la verità?

Forse un po’ più in là di dove guardano tutti…

Forse CO2 ed effetto serra sono solo effetti collaterali del VERO fenomeno che sta causando l’aumento della temperatura dell’atmosfera.

Forse l’atmosfera si riscalderebbe lo stesso anche se questi due effetti collaterali non ci fossero!

Sì, perché il calore è energia, e la temperatura è una misura della quantità di calore, quindi se aumenta la temperatura dell’atmosfera significa che aumenta la quantità di calore che essa contiene, ossia la sua energia.

Chi è che sta immettendo energia aggiuntiva nell’atmosfera? Ipotizzando che l’attività solare sia costante da 4 miliardi di anni, se è vero che la quantità di CO2 prodotta dall’uomo non è sufficiente a giustificare gli innalzamenti di temperatura registrati... allora di chi è la colpa?

Il problema sono l’energia da combustibili fossili e l’energia nucleare: in entrambi i casi si tratta di energia “fuori bilancio”, che in natura “non dovrebbe esistere”. Quella dei c.f. è stata immagazzinata in essi milioni di anni fa e così sottratta all’atmosfera; aggiungercela di nuovo ora equivale a creare una macchina del tempo che preleva energia dal passato e la immette nel presente. E col nucleare è anche peggio: l’energia contenuta nell’atomo è stata immagazzinata lì 10 miliardi di anni fa quando si è formato l’universo; una centrale nucleare la tira fuori e la immette in atmosfera!

Sì, perché qualunque macchina o meccanismo utilizziamo, se non utilizza la trazione animale o umana, utilizza una forma di energia; “utilizza” significa che “è attraversata” dall’energia, che viene da una fonte (qualunque) e finisce nell’atmosfera.

Se viene dal Sole, dal vento o dall’acqua, è semplicemente energia che in un modo o nell’altro sarebbe comunque finita prima o poi nell’atmosfera, quindi non c’è nessuno sbilancio. Ma qualunque altra fonte, qualunque fonte non rinnovabile aggiunge calore/energia all’atmosfera.

Quanta energia?

Anni fa ho calcolato che innalzare di 1°C la temperatura dell’atmosfera di tutto il pianeta richiederebbe una quantità di energia pari a 624 milioni di bombe atomiche di Hiroshima da 10 kton.

Da quando sono stati scoperti i combustibili fossili a oggi, quanta energia hanno prodotto?

Molto difficile calcolarlo: bisognerebbe conoscere l’evoluzione dei consumi di MWh elettrici mondiali nel tempo, e l’evoluzione dei mezzi di trasporto; quante auto e per quanti chilometri hanno circolato dal 1800 a oggi? Quanti aerei, quante navi?

Oppure si potrebbe cercare di scoprire quanti barili di petrolio sono stati bruciati in 200 anni, e quanti MWh nucleari sono stati prodotti.

Sembra (http://www.fe.infn.it/venerdi/VENERDIHOME_file/pdf12/Alberti.pdf ) che dal 1950 a oggi il consumo giornaliero di barili di petrolio sia passato da 11 a 86 milioni, che cumulativamente significa 200 miliardi di barili dal 1950 a oggi, più o meno.

Facendo un po’ di equivalenze, risulta che è come se fossero esplose 184 milioni di bombe atomiche di Hiroshima.

Dal momento che la superficie complessiva del pianeta è di 510 milioni di km/2, è come se fosse esplosa una bomba atomica ogni 3 km quadrati.

Non so però se quel grafico si riferisce a barili effettivi o equivalenti, che cioè sommino tutti i tipi di energia.

Questo grafico fa invece la suddivisione in tipi di energia, quindi rappresenta l’energia totale:


http://gailtheactuary.files.wordpress.com/2012/03/world-energy-consumption-by-source.png?w=448&h=269

Stando a questo grafico, i calcoli dicono (eliminando dai conti l’idroelettrico e i biocarburanti) che l’energia totale prodotta finora ammonterebbe a circa 478 milioni di bombe di Hiroshima. Cioè, considerando i miei calcoli precedenti, circa 1°C di aumento di temperatura.


Si dice (http://climate.nasa.gov/system/resources/detail_files/9_c365-2-l.jpg ) che la temperatura della Terra dal 1880 (inizio dell’uso del petrolio) a oggi sia salita di circa 1°C, quindi i conti tornerebbero.

Ma tutto questo porta alla cruciale implicazione che una fonte di energia che credevamo pulita non lo è affatto: l’energia nucleare. Sempre di energia si tratta, e abbiamo visto che ogni forma di energia che non provenga dal sole è energia che va ad aggiungersi nell’atmosfera; riscaldandola; agitandola; e causando disastri.

La mia conclusione è che l’Energia Nucleare è dannosa per l’ambiente quanto lo sono i combustibili fossili; ma con un aspetto molto peggiore: a prima vista appare pulita, silenziosa, inodore, incolore, innocua e perfetta. Ma in realtà non lo sarebbe nemmeno se non esistessero le scorie radioattive e gli incidenti nucleari!

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 20/9/2015: primo viaggio dell’Ecojumbo 1500

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 21 settembre 2015

Dopo innumereveoli tentativi e combinazioni, anche più dei 36 previsti a causa di varie sviste ed omissioni, alla fine sono riuscito a trovare la combinazione giusta di sensori di hall e cavi di potenza; per l’esattezza, ne ho trovate tre (come previsto vedendo il foglio precompilato di un altro motore); in tutti e tre i casi non riesco ad avere corrente assorbita nulla con motore a vuoto, come invece dovrebbe essere, ma non riesco a scendere sotto gli 11A; che comunque sono molto meno dei 30-40 a vuoto in caso di collegamento a fasi sbagliate!

E comunque, la combinazione trovata è giusta: la centralina scalda comunque, ma non scotta nemmeno dopo una salita di un chilometro, e i cavi sono appena tiepidi, mentre con la combinazione precedente, errata, diventava tutto così bollente da non poter essere toccato dopo soli 500 metri in pianura!

Il collaudo è stato il viaggio fino al luogo del raduno, distante 13 km, percorsi senza problemi di surriscaldamento.

Ovviamente, con una centralina da 1500 W montata su uno scooter da 200 kg invece che 100, anche avere un motore da 5000W non serve a molto: la potenza massima sviluppata è comunque 1500W. E’ però interessante notare che la velocità che riesco a raggiungere è la stessa che raggiungevo con l’altro scooter, lo Zem Star 45: massimo 55 km/h, misurati dal “radar stradale”. Questo significa che l‘area frontale dei due scooter e l’attrito delle ruote, combinati insieme, sono ben poco diversi nei due casi; quello che influisce sulla velocità massima, infatti, è solo l’attrito (di aria e ruote).

Diverso il discorso per l’accelerazione e le salite: qui quello che conta è il rapporto potenza/peso... che adesso è drammatico: sullo Zem avevo 1500W per 100 kg, quindi 15W/kg, mentre ora ho solo 7,5W/kg (contro i 25 dell’Ecojumbo con centralina giusta); basti considerare che 10W/kg è la potenza delle vecchie minicar al piombo come la Birò o la Startlab Open Street, “note” per i tempi biblici necessari per raggiungere i 50 km/h (qualcosa come trenta secondi o giù di lì, contro i 6 di una moderna minicar elettrica al litio come Twizy o Icaro, che hanno 30 W/kg).

E infatti anche il mio “Ecojumbo 1500” ha tempi biblici per prendere velocità; non li ho ancora misurati, ma partire ad un incrocio adesso è diventato imbarazzante…. Forse dovrei attivare il limitatore di velocità della centralina, che però fornisce uno sprint molto pià alto in partenza: sulla “versione 2.0” dello Zem infatti avevo collegato il limitatore a un pulsante che faceva da “turbo“: lo innestavo quando dovevo fare partenze impegnative o salite gravose, poi lo troglievo per poter superare i 45 km/h. Mettendolo anche sull’Ecojumbo, però, non vorrei rischiare di fondere la centralina… che chissà che tipo di protezioni ha: corrente? temperatura? niente? vai a sapere!

Comunque ovviamente la centralina da 1500 W è una soluzione temporanea: mi serviva per capire se il motore funziona ancora o no. Quindi ora posso passare a comprare la centralina… e a progettare un sistema di raffreddamento! Infatti in questi giorni sto studiando la trasmissione del calore e la dissipazione, e mi pare di capire che attraverso le pareti di plastica di una scatola chiusa di 30x30x20 cm (lo spazio disponibile per la centralina; fore meno) si possono dissipare al massimo 40W;  supponendo che la centralina originale dell’Ecojumbo 5000 abbia un’efficienza del 95% (molto ottimisticamente), significa che dei 5000W che la attraversano, 250W si dissipano in calore! E se non riescono ad uscire dalla pancia dello scooter, che riesce al massimo a lasciar passare 40W (ma forse meno, perchè le plastiche sono doppie e triple…), significa che lentamente ma inesorabilmente la centralina si cuoce piano piano con gli anni….

Può darsi che d’inverno, quando la temperatura esterna è di 5°C, lo scambio termico sia sufficiente (96W), ma i 40°C di quest’estate non sono certo stati un toccasana per la centralina; quindi, la prossima o la monterò all’esterno, o la doterò di un sistema di ventilazione forzata; che peraltro potrebbe avere un duplice scopo: raffreddare la centralina durante il moto, e raffreddare i caricabatterie durante la sosta per la ricarica; due caricabatterie da 60V/4A e 60V/ 5A dissipano  27W complessivi se hanno efficienza del 95%, 54W se del 90% e 81W se dell’85%. Non ho idea di che efficienza abbiano realmente, ma toccandoli con mano so che scaldano parecchio, quasi da scottare, quindi sicuramente una ventilazione forzata è necessaria per tenerli nel sottosella chiuso.

Alla fine della storia, mi sa che doterò il mio Ecojumbo… di un tubo di scarico! 🙂 Ma un tubo di scarico molto particolare, che emette solo aria, la stessa che c’è fuori, solo un po’ più calda. Magari tutti gli scooter avessero un tubo di scarico così! 🙂

 

 

La (mia) verità sul global warming

Posted in ambiente by jumpjack on 13 febbraio 2012

[calcoli aggiornati dopo la prima pubblicazione]

Com’e’ possibile che sia in atto il riscaldamento globale se poi invece ci sono inverni così freddi?

La mia teoria è che sia un problema di energia trasferita; tutti i fenomeni atmosferici consistono infatti in trasferimenti di energia: se l’energia si trasferisce da una regione geografica all’altra, si ha  trasferimento di energia in senso orizzontale; tale spostamento può avvenire tramite i venti, dal momento che per spostare una massa (d’aria o di qualunque cosa) è necessaria una certa quantità di energia; mentre i trasferimenti energetici verticali sono le precipitazioni (grandine, neve, pioggia) e i fulmini. E’ come se l’atmosfera “contenesse” delle “batterie, orizzontali e verticali”; e naturalmente, più energia è contenuta in una batteria, più corrente passerà attraverso i fili che uniscono i due poli della batteria stessa. Questa “corrente” sarebbero appunto pioggia, neve, vento, grandine e fulmini.

Il problema del riscaldamento globale è che il riscaldamento è dovuto al calore, e il calore è energia; quindi con riscaldamento globale si intende aumento globale di energia contenuta nell’atmosfera. E, come abbiamo visto, più energia c’e’ nelle batterie/atmosfera, più intensa è la corrente/meteorologia.

In altre parole, questa lunga diatriba tra chi sostiene che è in atto un global warming e chi sostiene, di contro, che è in atto un global cooling, si può risolvere in modo molto semplice: hanno ragione entrambe le parti: ci sono zone del pianeta che si surriscaldano e altre che si raffreddano, zone che si allagano e zone dove la siccità regna per mesi, così come si manifestano tornado e uragani dove non ce ne sono mai stati. Si chiamano estremizzazioni climatiche. E aumenteranno ancora, a prescindere da quale sia la causa dell’aumento di energia nell’atmosfera: possono essere i gas serra, che impediscono ai raggi infrarossi di tornare nello spazio dopo essere giunti dal sole; o possono essere i miliardi di calorie che, provenuti dal sole e “intrappolati” milioni di anni fa PER milioni di anni in carbone e petrolio, vengono ora liberati in atmosfera nel giro di pochi anni; o può essere l’aumento dell’attività solare.

La causa è irrilevante, quel che conta è l’effetto: aumento di disastri meteo-indotti.

Per avere un’idea delle grandezze in gioco, si può provare a calcolare quanta energia sarebbe necessaria per far aumentare di 1 solo grado centigrado la temperatura dell’intera atmosfera (qui sotto il grafico dell’andamento della temperatura atmosferica negli ultimi 130 anni secondo le registrazioni storiche, e negli ultimi 30 anni come misurato dai satelliti):

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/Instrumental_Temperature_Record.png/770px-Instrumental_Temperature_Record.png

http://it.wikipedia.org/wiki/File:Global_Temperature_Series_1978-2009.jpg

Consideriamo i seguenti dati:

r= Raggio superficie terrestre = 6300 [km] = 6’300’000 [m]

R = Raggio terra+atmosfera = 6340 [km] = 6’340’000 [m]

C = capacità termica aria = c*V*p

c=calore specifico aria =1010 [J][kg^-1][K^-1]

V=Volume atmosfera = 4*3,14/3 * (6340^3-6300^3) = 2,0E19 1,6e20 [m^3] (supponendo per semplicità che sia spessa solo 40 km ma omogenea,  invece che 80 km e sempre più rarefatta man mano che si sale)

p = peso specifico aria = 1,293 12,68 [kg]/[m^3]

 

Dai suddetti dati risulta che la capacità termica dell’atmosfera terrestre (stimata per difetto) è pari a:

C= 1010 * 2,0E19 * 1,293 = 2,62E22  2,05e+24 [J]/[K]

Per far aumentare di 1 grado la temperatura di un corpo con capacità termica C bisogna fornire una quantità di calore pari a C*1 (dimensionalmente: [J]/[K] * [K])

Nel nostro caso otteniamo quindi che per far aumentare di un grado la temperatura dell’atmosfera terrestre servirebbe un’energia pari a:

Q = 2,62E22  2,05e+24 [J]

Sapendo che un kilotone

equivale a :

1 [kt] = 4,2e+12 [J]

possiamo esprimere Q in kilotoni:

Q=6,24E9  4,88e+11 kilotoni

La bomba atomica di Hiroshima aveva una potenza di 10 kilotoni, quindi:

Q= 6,24E8  4,88e+10 [hiro] = 624’000’000  =~ 624’000’000 (624 milioni di bombe atomiche di Hiroshima)

Una volta appurato che, indipendentemente dalla causa, il fenomeno di aumento di energia nell’atmosfera è in atto, come si può risolvere la situazione?

E’ possibile risolverla?

Quel che è certo è che ridurre la quantità di energia immessa in atmosfera tramite combustibili fossili, e ridurre lo spessore della “serra” che ci ricopre, possono entrambi contribuire a ridurre l’energia totale contenuta nell’atmosfera.

E’ interessante notare che:

–         la nostra civiltà ha enorme bisogno di energia;

–         la nostra atmosfera possiede energia in eccesso;

–         le nostre fonti di energia non rinnovabili si avviano all’esaurimento;

–         è recente l’invenzione di antenne in grado di captare i raggi infrarossi, funzionanti anche di notte o con cielo coperto (gennaio 2008,  settembre 2010gennaio 2011; riferimenti: Steven Novack, ingegnere chimico M. Strano, Dale Kotter, Idaho National Laboratory)

Non ci vuole molto a fare 1+1+1+1….