Impianti di Cogenerazione

Cogenerazione

Definizione

Si definisce “cogenerazione”, nota anche come CHP (Combined Heat and Power), la produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica e calore utile, proveniente dall’impiego del medesimo combustibile in un unico sistema integrato.

Questo sistema di produzione è particolarmente conveniente soprattutto nei processi produttivi laddove sussiste una forte contemporaneità di fabbisogno elettrico e termico, in quanto permette un impiego più efficiente dell’energia primaria, con conseguente vantaggio economico.

Trigenerazione

Il calore prodotto dal cogeneratore può essere convertito anche in energia frigorifera, mediante l’impiego di assorbitori. In questo caso il sistema integrato viene definito di Trigenerazione (produzione integrata di Energia Elettrica, Energia Termica ed Energia Frigorifera).

Il cogeneratore è costituito da un motore endotermico, il quale ha il compito di trasformare il potenziale energetico, contenuto nel combustibile, in energia termica.

Una parte di questa energia viene convertita in energia meccanica e quindi in energia elettrica mentre la restante parte, ovvero quella contenuta nei gas di scarico e nell’acqua di raffreddamento del motore, al netto delle perdite viene recuperata con speciali sistemi (scambiatori), per essere utilizzata come calore utile, oppure come energia frigorifera.

I cogeneratori che utilizzano motori endotermici possono essere alimentati a gas Metano, GPL, Gasolio, Biocombustibili liquidi (olio vegetale, biodiesel, etanolo, alcool, ecc.) o gassosi (Syngas, Biogas).

La produzione combinata di energia elettrica e calore tramite gruppi di cogenerazione consente di ottenere una efficienza, fino all’85%, nell’utilizzazione dell’energia primaria contenuta nel combustibile.

Questo valore risulta essere vistosamente vantaggioso rispetto al 60% circa, ottenibile con i processi tradizionali di produzione separata.Risulta evidente che oltre al vantaggio economico, derivante dal minor impiego di combustibile, facilmente percepibile durante l’esercizio dell’impianto, a parità di energia utile prodotta il cogeneratore contribuisce a ridurre sensibilmente le emissioni in atmosfera di sostanze inquinanti e di gas con effetto serra.

Impianti di Cogenerazione moderni

Gli impianti di Cogenerazione moderni sono realizzati con Motori endotermici a Gasolio (Diesel), utilizzando una tecnologia proprietaria e brevettata che consente al motore di “funzionare” pur non producendo energia (ma con il parallelo rete a zero o negativo) con meno di 1.000 gr. di Gasolio all’ora per un motore che può poi produrre energia con un qualsiasi Gas che abbia un potere calorifico superiore a 200 Kcal/m3.

Possono essere installati all’aperto, sotto una tettoia, in un locale idoneo, oppure forniti con loro box dedicato standard o progettato su misura sulle specifiche del cliente.

Composizione di un impianto

Sistema di stoccaggio ed alimentazione automatica dell’impianto

Viene realizzato secondo le specifiche del cliente, può essere in silos verticale, in container orizzontale, in prefabbricato in cemento, anche parzialmente o totalmente interrato.

Di norma è dotato di un sistema automatico di spinta della matrice, che riempie una tramoggia, dalla quale viene poi prelevato e portato alla bocca del gassificatore.

Dalla tramoggia la biomassa viene caricata con diversi sistemi opzionabili (nastro trasportatore o cestelli, sistema pneumatico o, di norma, con sistema a coclea in spinta con motore idraulico)

Gassificatore

Dotato di vano di pre carica per isolarlo dall’esterno, processa la biomassa a temperature elevate (anche fino a 1.300°) e produce il Syngas, che viene raffreddato all’interno del reattore stesso: grazie a questa innovazione il Tar e tutti gli idrocarburi pesanti ricondensano nel reattore e ripartecipano alla reazione termica.Il dimensionamento del gassificatore è legato alla quantità di gas da produrre per alimentare la centrale di cogenerazione.

Sistema di filtraggio e pulizia del gas

Un semplice filtro ad acqua con doccia a ricircolo dell’acqua, elimina le impurità e gli incombusti avviando poi il Syngas al sistema di cogenerazione.

Cogeneratore

Gruppo motore – alternatore, con motore ciclo diesel: di norma si utilizzano motori IVECO.

La preferenza è data a motori di ultima generazione che abbiano una centralina elettronica evoluta, ottimi controlli, basse emissioni e che siano prodotti su grandi numeri per avere prezzi competitivi, aggiornamento tecnologico, ricambi, facilità di intervento.

Nel basamento è posizionato il serbatoio per il gasolio (copiping), mentre nel vano attiguo di norma si installa un recipiente di raccolta del termico.

PC, Software, telecontrollo

Il software consente una gestione da remoto dell’’impianto: tutti gli impianti moderni sono tele controllati a distanza e di norma non necessitano di operatore.

L’impianto viene fornito completo di PC, software e sistema di monitoraggio e controllo, inoltre a richiesta può essere corredato da Gas analyzer per emissioni, telecamera per l’ispezione del combustibile in ingresso o altri device elettronici a richiesta.

Impianto elettrico e termico

L’impianto viene fornito completo di tutta l’impiantistica elettrica fino alla cabina di connessione e tutta l’impiantistica idraulica per un corretto sfruttamento del termico.

L’impianto di norma è dotato di due scambiatori, l’uno che recupera su pistoni e camicia del motore e l’’altro dai fumi di scarico, garantendo circa il 165% di termico rispetto alla potenza elettrica prodotta. Si può fornire l’energia termica in qualsiasi tipologia (acqua, vapore, aria, olio, ecc.) e a qualsiasi temperatura, non eccedente i 250-300°.

Inoltre, su richiesta, è possibile aumentare il recupero termico fino al 200% rispetto all’elettrico, ma con un delta termico non eccezionale sulla parte eccedente.

NB: mancato utilizzo dell’energia termica

Nel caso di mancanza di impiego del termico, si doterà l’impianto di idonee Turbine ORC che consentono di trasformare l’energia termica in ulteriore energia elettrica con rese tra l’8% ed il 15% a secondo delle temperature.

Accessori

L’impianto può processare biomassa con elevati tenori di umidità, ma produrrà una analoga quantità di acqua di processo pari alla quantità di umidità immessa (anzi ne produrrà anche un 2-3% in più dal processo).

Se la biomassa in ingresso ha un tenore di umidità significativo l’impianto può essere dotato di:

  • Essiccatore rotante (che consuma energia termica e poca energia elettrica)
  • Depuratore chimico – fisico, funzionante fino a 10 m3 al giorno

Nel caso di quantità modeste, è possibile avviare l’acqua di processo a semplice smaltimento (costo stimabile 120 €€/ton).

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *