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Per impianto di cogenerazione si intende un impianto in cui avviene la produzione contemporanea di energia elettrica e termica utilizzando un unico combustibile: la condizione necessaria è che quest'ultimo entri in una sola macchina da cui si genereranno entrambe le energie.
Tale impianto è applicabile sia per il riscaldamento di edifici che per processi industriali. Grazie al minore consumo di combustibile, può portare a un elevato risparmio energetico.
L'impianto di cogenerazione è nato dalla necessità di riutilizzare il calore disperso per la produzione di energia elettrica. Tale calore viene preso e trasformato in energia termica immediatamente utilizzabile per il riscaldamento, non tutto però, poiché una parte verrà lo stesso dispersa nel processo.
Il risultato che si vuole ottenere con la cogenerazione è di utilizzare al meglio l'energia presente nel combustibile.
Un impianto cogenerativo funziona tramite:
Il calore recuperato può essere usato sia direttamente, sia indirettamente per la produzione di acqua calda sanitaria o acqua fredda per il raffreddamento.
Esistono diversi tipi di impianto di cogenerazione.
I primi due vengono utilizzati per impianti di micro-cogenerazione, gli ultimi due per applicazioni industriali.
I fluidi utilizzati per il trasferimento di calore possono essere di diverso tipo: acqua, elio o fluido organico. L'impianto di cogenerazione può essere poi alimentato da diversi tipi di combustibile di origine fossile, da rifiuti o da biomasse, impiegate in impianti di piccole dimensioni.
Il gas naturale è utile per turbine a gas e per motori a combustione interna, i combustibili solidi sono perfetti per grandi turbine a vapore mentre quelli liquidi sono utilizzati per impianti a ciclo combinato.
Ci soffermeremo adesso sugli impianti di cogenerazione utilizzati per le abitazioni.
Si definiscono micro cogeneratori quelle tipologie di impianti di cogenerazione aventi una potenza minore di 50 kW, adatti dunque per utenze domestiche.
Tali impianti possono funzionare autonomamente sia per edifici presenti in un condominio sia per singolo immobile.
L'obiettivo è produrre energia elettrica e calore con un unico dispositivo.
Tale energia provoca minori impatti ambientali in quanto produce emissioni molto più basse rispetto alle classiche centrali elettriche.
La microcogenerazione è spesso indicata con l'acronimo inglese MCHP (micro-combined heating and power).
Una differenza sostanziale con l'impianto di cogenerazione è che nel microcogenerativo il prodotto primario risulta essere l'energia termica, mentre l'elettrica è un prodotto secondario.
Questa caratteristica non è da sottovalutare in quanto in un'abitazione la maggior parte dell'energia è utilizzata per il riscaldamento o raffrescamento e per la produzione di acqua calda sanitaria.
Nei riguardi dell'energia elettrica, essendo prodotta in eccesso, copre totalmente il fabbisogno elettrico necessario e rappresenta un enorme vantaggio poiché, data la sua autoproduzione, non avrà né costi di distribuzione né perdite.
Le tipologie di impianto di microcogenerazione domestica sono:
La microcogenerazione, ma in generale anche l'impianto di cogenerazione, può avere molti vantaggi:
In generale però bisogna sempre valutare bene ogni caso poiché non sempre la microcogenerazione risulta essere una scelta vantaggiosa.
In primis esiste la necessità di avere l'edificio nelle vicinanze dell'impianto.
Altro punto sfavorevole risulta l'accumulo di calore, in quanto se l'energia elettrica è in eccesso può essere ceduta alla rete, mentre per accumulare calore servono delle strutture aggiuntive non sempre economiche.
Inoltre dati i maggiori costi di investimento bisogna che le ore in cui il microcogeneratore sia in funzione siano molto alte.
In alcuni paesi ci sono state delle iniziative per poter portare un impianto di cogenerazione all'interno di edifici residenziali.
Esempio degno di nota è l'Ecowill realizzato in Giappone che presenta un'efficienza superiore all'85%. Il costo è intorno ai 6000€ e il tempo di ritorno è circa 5 anni. L'Ecowill opera per 2000 ore all'anno e ha bisogno di manutenzione per ogni 6000 ore di utilizzo.
È una tecnologia ideale, che è collegata alla rete elettrica, possiede una caldaia di emergenza e un serbatoio per la raccolta del calore.
Andiamo ora a visionare un'azienda che offre un prodotto utile per un impianto di cogenerazione.
La microturbina a gas prodotta da Ansaldo Energia Spa è adatta per sistemi di cogenerazione, sia per ambito industriale che civile. Ha una scarsa manutenzione, bassa rumorosità e riduce al minimo le emissioni. Il sistema è utile per abbinare i vantaggi della microturbina con l'utilizzo di altre fonti energetiche, come bruciatori.
Come abbiamo potuto comprendere, l'applicazione dei microcogeneratori in Italia per edifici domestici rappresenta una scelta vantaggiosa per aumentare l'efficienza energetica, soprattutto in condomini che hanno elevati consumi termici rispetto a quelli elettrici.
Vitobloc è un prodotto dell'azienda Viessmann utilizzato per la produzione di energia termica ed elettrica; funziona a GPL o metano.
Micro cogeneratore dal funzionamento continuo, necessita di una sola manutenzione all'anno. Inoltre è completamente autonomo: non ha infatti bisogno di corrente elettrica da fornitori esterni.
Presenta caratteristiche elevate di efficienza economica ed è perfetto per case plurifamiliari.
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