RISPARMIO ENERGETICO

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1 RISPARMIO ENERGETIO

2 GRUPPO DI OGENERAZIONE ON MOTORE A OMBUSTIONE INTERNA Ttolo Abtract e obettv Ambto INSTALLAZIONE DI UN GRUPPO DI OGENERAZIONE ON MOTORE A OMBUSTIONE INTERNA (M..I.) PER LA PRODUZIONE OMBINATA DI ENERGIA ELETTRIA ED ENERGIA TERMIA Un mpanto d cogenerazone a motore a combutone nterna realzza la produzone combnata d energa elettrca e termca n un unco tema, n promtà del punto d utlzzo, conentendo un rparmo d energa prmara rpetto alla produzone eparata. Il vantaggo dell ntervento conte nella pobltà d autoprodurre una parte o tutto l propro fabbogno elettrco e termco, con rendment complev fno al 90%. Eco-degn Lean Management Energa ed ambente Mobltà otenble Decrzone Pobl detnatar Decrzone etea I pobl detnatar d tale ntervento ono le attvtà che preentano conum energet mportant qual ad eempo: patf, concere, ndutre de metall, meccanche, del legno, tel, ndutre della platca, almentar, calzaturere, etc. Il gruppo d cogenerazone rulta cottuto da: - motore a combutone nterna - generatore elettrco - tema d recupero dell energa termca generata Il calore è recuperato, medante cambator, da: - acqua del rcuto d raffreddamento de lndr - olo - ntercooler del motore - fum d carco S defncono: - mn-cogenerazone: P< MW - mcro-cogenerazone: P<50 kw Punt d forza Rduzone de cot energet Elevat rendment anche a potenze d targa pccole Veratltà d utlzzo, capatà d negure repentne varazon d carco, frequent avvament e arret Punt d debolezza Alt cot nzal dell nvetmento onvenenza e la rcheta d calore è fno a 500 ore/anno Rendment elevat olo e le rchete d energa elettrca e termca ono contemporanee 7

3 Ampa gamma d combutbl utlzzabl: a lqud, che gao Modulartà degl mpant lmtato coto untaro per kw ntallato Pobltà d funzonamento a ola Generazone dtrbuta: la cogenerazone contrbuce alla tabltà del tema elettrco contro rch d black out Opportuntà Adeguamento normatvo dell mpanto Agevolazon fcal ull aca del ga naturale Ideale per l telercaldamento Integrazone con font rnnovabl: (boga, bodeel) L eventuale eccedenza d energa elettrca vene mmea nella rete nazonale e, per le macchne fno a 00 kw, rentra nel ervzo dello cambo ul poto parte contente del calore generato a baa temperatura (<00 ) la potenza elettrca meda mpegnata deve eere nferore a 8 MW onvenenza economca olo nel cao n cu l utenza termca è localzzata n promtà dell mpanto ot d manutenzone elevat Iter autorzzatvo compleo Evoluzon della normatva nel tempo Spaz / local dedcat: rumorotà, vbrazon del M..I Rch ot d fermo macchna Incertezza ullo vluppo delle ret d dtrbuzone elettrca BT/MT ( mart grd ) Incertezza u pan d otegno alla cogenerazone Valutazone d applcabltà Per garantre un mpego economcamente vantaggoo del gruppo d cogenerazone fabbogn d energa elettrca e calore devono eere elevat e contemporane. La tecnologa del M..I. è leader per la pccola e meda cogenerazone n preenza d rchete termche n partcolare a baa temperatura. In fae d dmenonamento la prortà vene data alla produzone d calore. La cogenerazone è pertanto ndcata per mpree che preentano un rlevante fabbogno d calore. Element d valutazone tecnca Element d valutazone economcoambentale È necearo verfcare le eguent condzon: - contemporanetà de fabbogn energetco termco ed elettrco, utenza termca localzzata n promtà dell mpanto - tabltà delle domande elettrca e termca, utenza termca tuata n promtà dell mpanto - la rcheta d calore deve eere nferore a 500 ore/anno e la potenza elettrca meda mpegnata nferore a 8 MW. - rapporto ottmale tra produzone rcheta d calore ed energa elettrca par a. Se rapport ono dver da queto valore, dmenona l gruppo cogeneratore ul fabbogno mnore al fne d rure ad utlzzare tutta la potenza prodotta, a elettrca a termca della macchna, evtando eccedenze termche che andrebbero perdute. Eventual eccedenze elettrche potranno eere cambate con la rete. Nella valutazone economco-ambentale analzza la domanda d energa per la tuazone etente: uddvdono le ore d eerzo n cu hanno gnfcatve domande d energa elettrca e calore, n non pù d tre perod (poono condere con le face orare della forntura elettrca) n cu la domanda elettrca e termca a appromatvamente cotante. Per acuno d tal perod rportano tutt dat rchet. La temperatura [T] da ndcare è quella mama. Stuazone etente: perodo perodo perodo Ore/anno d funzonamento contemporaneo [h c ] Potenza elettrca rcheta [P e ] Potenza termca rcheta [P e ] h kw kw Temperatura rcheta per la potenza termca [T ] 8

4 Snte dell ntervento propoto: Numero d macchne ntallate [n] Tpo d cogeneratore Deel Metano GPL Dual fuel Potenza elettrca d acuna macchna [P el ] kw Potenza termca recuperable da acuna macchna [P th ] kw onumo pefco d combutble per kwh elettrco prodotto [ ] kj/kwh TOTALE [INV] Per ogn perodo calcola la potenza d funzonamento con le eguent pote: la potenza elettrca erogata non può eccedere, per ragon d economa, quel valore per cu non utlzza tutto l calore d recupero. la potenza elettrca erogata non può eere, per ragon d rendmento, nferore al 0% della potenza nomnale d una ngola macchna; la potenza elettrca erogata non può eere nferore al valore per cu l prelevo dalla rete upererebbe l mpegno d potenza. Qund la potenza elettrca W n [kw] prodotta n acun perodo è l mnmo fra: n P el tutte le macchne n funzone P t P el /( k P th ) potenza elettrca generata per oddfare l carco termco on vncol: W = 0 e W < 0, P el carco elettrco troppo bao W =mamo (W ; P e - PI) evtare prelev dalla rete oltre la potenza mpegnata dove l mpegno d potenza dalla rete PI è aunto par al valore Mamo (P e - n P el ; 0) Attravero l coeffente k tene conto, n funzone della temperatura d domanda, d quanto calore è effettvamente utlzzable d quello totale dponble dal cogeneratore. Tpo d cogeneratore oeffente k Temperatura Motore a pton Fno a 0 0,5 Oltre 0 e fno a 450 Il calore etrable e recuperable è: Q = Mnmo (W P th k /P el ; Pt ) [kw] L energa elettrca ceduta alla rete E c è data da: Ec = mamo(w P e ; 0) h [kwh] Il rparmo annuo d energa prmara tmato è ottenuto dalla omma d tutt perod: RL= {(FE /,6 /600) Σ W h ( Σ Q h ) /ƞ 0 }/000 [MWh/anno] FE = Energa prmara equvalente per l energa elettrca [MJ/kWh] ƞ 0 = 0,85 è l valore convenzonale del rendmento d produzone medo del calore. Q h FE 6,6 W h 0 = PES = 00 - = [%]< ogenerazone.a.r.: la cogenerazone a en del D.lg. n. 0 del 007 è d alto rendmento e qund ammble a contrbuto, e l valore del PES è almeno par al 0 %, oppure è uffente che a maggore d zero e la potenza elettrca è nferore a 000 kw. 9

5 La O evtata è tmata par a: 00 0 Q h EE W h 600 W h FONDATEZZA DEI DATI I dat rultano nfondat e le ore d eerzo annue ono ecceve o e la potenza termca etrable dcharata appare ecceva n relazone al tpo d motore adottato ed alla potenza elettrca dcharata. Una ulterore verfca vene effettuata ul conumo pefco atteo, da rtenere troppo ottmtco e nferore a per deel e [kj/kwh] per dual fuel. Impatto ambentale: Vengono rdotte dratcamente le emon clmalterant (n partcolare O ) graze al mnor conumo d energa prmara: per queto la cogenerazone rentra nella poltca energetca otenble, n ntona con gl obettv dell Unone Europea del e con le altre dpozon comuntare per la alvaguarda ambentale. Mnore emone n atmofera de ga erra e d altr nqunant graze al rdotto conumo d combutble rpetto a tem tradzonal (tra l 0% e l 0% d emon n meno). Ad eempo, per produrre un kwh d energa elettrca con un mpanto d cogenerazone almentato a ga naturale, rparmano rca 450 gramm d O rpetto a un tema tradzonale per la produzone eparata d energa elettrca e d calore. Eemp d applcazone Decrzone S prende n eame una tuazone d una pccola ndutra, l cu conumo d ga metano mpegato nel rcaldamento è rca mc/anno e che ha un clo produttvo d due turn (6 h). ombutble utlzzato: Ga naturale perodo perodo perodo Ore/anno d funzonamento contemporaneo [h c ] h Potenza elettrca rcheta [P e ] kw Potenza termca rcheta [P t ] kw Temperatura rcheta per la potenza termca [T ] S propone un ntervento d ntallazone d n. untà a combutone nterna a ga metano: Potenza elettrca della macchna [P el ] 60 kw Potenza termca recuperable dalla macchna [P th ] 500 kw onumo pefco d combutble per kwh elettrco prodotto: l conumo pefco totale d metano è 98,69 mc/h, l potere calorfco nferore del metano MJ/Smc, da cu = kj/kwh TOTALE[INV] Dalla tabella relatva al coeffente k ottene l valore k= La potenza PI mpegnata dalla rete è 0. Il calore etrable e recuperable, conderato che l cogeneratore è correttamente dmenonato ul fabbogno termco, rulta: Q = Mnmo (W P th k /P el ; Pt ) = 500 kw L energa elettrca ceduta alla rete E c è data da: Ec = mamo(w P e ; 0) h = mamo ((60 00);0 ) 000= kwh 0

6 Il rparmo annuo d energa prmara tmato è ottenuto dalla omma d tutt perod: RL= {(FE /,6 /600) Σ W h ( Σ Q h ) /ƞ 0 }/000 = 79,87 [MWh/anno] corrpondente a un rparmo economco annuo par a.79,87 0,0 000 = FE = Energa prmara equvalente per l energa elettrca = 7,8 MJ/kWh ƞ 0 = 0,85 è l valore convenzonale del rendmento d produzone medo del calore. Il rparmo percentuale d energa rpetto alla produzone eparata d elettrtà e calore è: PES = 00 ( = 48,66 % Q h = FE 6,6 W h 0 = La cogenerazone, a en del D.lg. n. 0 del 007, è d alto rendmento e qund ammble a contrbuto, e l valore del PES è almeno par al 0 %, oppure è uffente che a maggore d zero e la potenza elettrca è nferore a 000 kw. La O evtata è tmata par a: 00 54,954 t/anno 0 Q h EE W h 600 W h = ontatt (ad uo nterno) Azenda/ttuzone Indrzzo Telefono Fax E-mal Webte Perona d contatto onfartganato Vcenza [email protected] www. confartganatovcenza.t Ing. Vlad Rva Rferment Document d approfondmento Bblografa tecnco-entfca DM 04/08/0 ogenerazone ad alto rendmento DM 05/09/0 Defnzone del nuovo regme d otegno per la cogenerazone ad alto rendmento. D.M. 6 luglo 0 Incentv agl mpant d cogenerazone almentat da font rnnovabl Le Tecnologe della ogenerazone, d Anna Stoppato, Unvertà Stud d Padova, 004