MICROCOGENERATORI EVOLUTI. Enrico Bianchi

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1 LA COGENERAZIONE DIFFUSA E UN OPZIONE VALIDA PER LA PRODUZIONE DEI FLUSSI ENERGETICI NECESSARI? Lunedì, 27 ottobre 2003 Auditorium CESI Via Rubattino, 54 Milano MICROCOGENERATORI EVOLUTI Enrico Bianchi Responsabile settore energia APICOM s.r.l.

2 La generazione distribuita di energia elettrica, con unità di piccola taglia, sta acquistando sempre maggior interesse per la possibilità di sfruttare, in prossimità del sito di utilizzo, anche l energia termica generata, direttamente per il riscaldamento civile o nei processi produttivi.

3 Attualmente, questo tipo di tecnologia non ha ancora trovato una piena collocazione all interno del mercato dell energia, principalmente in quanto, tale mercato, si trova in una fase estremamente effervescente e poiché ad oggi poche aziende a livello mondiale si sono dedicate alla realizzazione di gruppi capaci di vincere la diffidenza della clientela.

4 I gruppi di cogenerazione fino ad oggi comunemente impiegati hanno taglie che normalmente partono dai kw per arrivare a diversi MW. Esiste tuttavia un grosso bacino di potenziali clienti nel settore civile-terziario che non necessitano di potenze così alte ma che qualora si rendessero disponibili gruppi di taglia più piccola potrebbero beneficiare dal loro utilizzo.

5 Per avvicinare i gruppi di micro-cogenerazione alle esigenze di questo nuovo mercato, che necessita di macchine dalla facile gestione e dalla minima manutenzione, è necessario proporre macchine con alcune caratteristiche innovative.

6 Per soddisfare questa fetta di mercato si propongono due prodotti che vedono un diverso motore primo ma lo stesso concetto di generazione energia. Per coprire la taglia dai 50 ai 100 kw si utilizza come motore primo una microturbina a gas; Mentre per la taglia dai 20 ai 50 kw l unità di cogenerazione vede l utilizzo di un motore a combustione interna alimentato a gas metano.

7 Schema µ-cogeneratore Generatore elettrico 2 Aspirazione aria 3 Iniezione combustibile 4 Recupero termico fluidi motore 5 Catalizzatore 6 Recupero termico gas di scarico 7 Spillamento gas di scarico 8 Miscelazione aria-gas di scarico

8 Schema microturbina 1 Generatore elettrico 2 Aspirazione aria 3 Camera di combustione 4 By-pass aria al recuperatore 5 Compressore 6 Turbina 7 Rigeneratore 9 Scambiatore di calore

9 Principio di funzionamento

10 Architettura microturbina Generatore elettrico Compressore Turbina e camera di combustione Recuperatore Scambiatore di calore Elettronica di potenza Filtro aria comburente Ausiliari

11 Entrambi i cogeneratori utilizzano un generatore a magneti permanenti, che nel caso della microturbina si trova direttamente accoppiato all albero turbina/compressore, mentre nel µ-cogeneratore è direttamente montato sul volano motore.

12 Conversione energia 1. Generator 5. Line filter 2. Rectifier/Start converter 6. EMC filter 3. DC bus 7. Main circuit breaker 4. Converter

13 Questo sistema oltre ad essere più efficiente dei sistemi tradizionali consente: - di eliminare gli organi meccanici di collegamento tra motore e generatore - gestire la messa in moto del gruppo, utilizzando il generatore come motore d avviamento -consentire l indipendenza del numero di giri motore dalla frequenza di rete

14 Quest ultima caratteristica ha tre importanti implicazioni: - una curva del rendimento al variare del carico pressoché orizzontale - maggior controllo delle emissioni inquinanti - possibilità per il µ-cogeneratore di erogare per brevi periodi una potenza oltre il valore di targa

15 Un elettronica di potenza di questo tipo rende possibile il funzionamento sia in parallelo rete che in isola. Vi è la possibilità inoltre di commutare dall una all altra modalità di funzionamento mantenendo la continuità del servizio. Tale funzione risulta particolarmente importante conferendo al sistema la caratteristica di gruppo di continuità. Entrambi i gruppi sono poi dotati di sistemi che consentono l inseguimento del carico elettrico dell utilizzatore

16 I cogeneratori sono dotati di un sistema di telegestione attraverso il quale è possibile la gestione in remoto di tutti i comandi per l accensione, lo spegnimento e la modulazione del carico da una qualsiasi PC collegato alla linea telefonica. Attraverso lo stesso sistema sarà possibile monitorare tutti i parametri di processo, utili per verificare il buon funzionamento del sistema, e per programmare gli interventi manutentivi.

17 Telecontrollo Central Station Maintenance Team Modem

18 Manutenzione La semplicità dell architettura della microturbina costituita da: Un basso numero di elementi Una unica parte mobile in rotazione Assenza raffreddamento pale Elettronica robusta Consente di ridurre le operazioni a carico del cliente alle sole: Verifiche di funzionamento (settimanali) Ispezioni generale esterna ed interna (mensili) Verifiche stato filtri aria in funzione delle condizioni ambientali (6-12 mesi)

19 Manutenzione pianificata Ogni ore - Ispezione Generale Ai sistemi primari -Sostituzione Elemento TOT Filtro combustibile Olio e filtro olio (T100) Fluido di raffreddamento Filtri aria Olio e filtro olio (Gas Compressor) Ogni ore - Ispezione Scambiatore di calore gas di scarico Rigeneratore Camera di combustione Sensori di controllo -Sostituzione Camera di combustione Pompa Buffer Air Filtro liquido refrigerante

20 Se fosse un automobile questo piano manutentivo corrisponderebbe ad una fermata per manutenzione ogni km...

21 Schema istallazione

22 Applicazioni: µ Riscaldamento piscine

23 Applicazioni: µ Riscaldamento fluidi di processo

24 Applicazioni: µ Riscaldamento acqua potabile

25 Applicazioni: µ Lavanderie industriali

26 Applicazioni: µ Riscaldamento e raffrescamento ambienti

27 Applicazioni: Exhaust gases Air intake Gas µ Hot water Boiler Process feed water Heat Exchanger Preriscaldamento acqua ed aria comburente caldaia

28 Per rendere questi gruppi compatibili con le esigenze di utilizzatori dei settori civile e terziario, che normalmente non trovano nel proprio organico personale addetto alla manutenzione, si propongono pacchetti manutentivi full service per tutta la vita utile dell impianto. Questo sistema ha il duplice intento da un lato di garantire il cliente sulla qualità ed affidabilità del prodotto, dall altro di fornire uno strumento sicuro e certo per l analisi dei costi di esercizio dell impianto.

29 LA COGENERAZIONE DIFFUSA E UN OPZIONE VALIDA PER LA PRODUZIONE DEI FLUSSI ENERGETICI NECESSARI? Lunedì, 27 ottobre 2003 Auditorium CESI Via Rubattino, 54 Milano MICROCOGENERATORI EVOLUTI Enrico Bianchi Responsabile settore energia APICOM s.r.l.

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