Impianti di COGENERAZIONE

Транскрипт

1 Impianti di COGENERAZIONE

2 Definizione: produrre energia insieme Produzione combinata di : 1. energia elettrica/meccanica 2. energia termica (calore) ottenute in appositi impianti utilizzanti la stessa energia primaria (metano, biodiesel, biomasse ). In questo modo, quasi tutta l'energia termica non si disperde nell'ambiente come avviene coi tradizionali impianti ma viene recuperata e riutilizzata. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 2

3 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 3

4 PRODUZIONI SEPARATE Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 4

5 Produzione energia elettrica si utilizzano generalmente centrali termoelettriche che disperdono parte dell'energia primaria nell'ambiente: questa è energia termica di scarso valore termodinamico essendo a bassa temperatura. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 5

6 Produzione energia termica si usano delle caldaie che convertono l'energia primaria contenuta nei combustibili, di elevato valore termodinamico, in energia termica di ridotto valore termodinamico. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 6

7 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 7

8 Produzione separata: Normalmente in una centrale termoelettrica, solo il 35% circa del combustibile è trasformato in energia elettrica. La parte rimanente, ossia il 65%, non viene utilizzata e finisce per disperdersi nell'ambiente sotto forma di calore, ovvero energia termica. Perché allora non recuperarla??? Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 8

9 La Cogenerazione come funziona Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 9

10 Funzionamento: Recuperare il calore ovvero l energia termica È questo il principio di base della cogenerazione: con un solo impianto sia ha la doppia produzione di energia, basata sul riutilizzo di una delle due parti, altrimenti sprecata. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 10

11 La Cogenerazione La cogenerazione viene realizzata in particolari centrali termoelettriche, dove si recuperano l'acqua calda o il vapore di processo prodotti da un motore primo alimentato sia a combustibile fossile (gas naturale, olio combustibile) sia da combustibili organici non fossili (biomasse, biogas, gas di sintesi). In questo caso si ottiene un notevole risparmio di energia rispetto alla produzione separata di elettricità ed 'energia termica. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 11

12 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 12

13 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 13

14 La produzione combinata di energia elettrica e calore trova applicazione sia in ambito industriale (soprattutto nell'autoproduzione) che in ambito civile. Il calore (che, per evitare costi e perdite eccessive, non può essere trasportato per lunghe distanze), è utilizzato, nella forma di vapore o di acqua calda/surriscaldata, per usi di processo industriali o civili (es. riscaldamento urbano tramite reti di teleriscaldamento, nonché il raffreddamento tramite sistemi ad assorbimento) o, nella forma di aria calda, per processi industriali di essiccamento, mentre l'energia elettrica, che può contare su un'estesa rete di distribuzione, viene autoconsumata oppure immessa in rete. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 14

15 Le utenze privilegiate per la cogenerazione sono quelle caratterizzate da una domanda piuttosto costante nel tempo di energia termica e di energia elettrica, come ospedali e case di cura, piscine e centri sportivi, centri commerciali oltre che industrie alimentari, cartiere, industrie legate alla raffinazione del petrolio ed industrie chimiche. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 15

16 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 16

17 A confronto : Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 17

18 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 18

19 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 19

20 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 20

21 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 21

22 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 22

23 Vantaggi nella Cogenerazione La cogenerazione permette di risparmiare energia fino al 30% e assicura benefici oggettivi, misurabili e quantificabili. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 23

24 Vantaggi nella Cogenerazione I vantaggi sono di tre tipi: 1. Ambientali 2. Energetici 3. Economici Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 24

25 Vantaggi nella Cogenerazione Per quanto riguarda i risvolti ambientali della cogenerazione, il primo riguarda la riduzione dell inquinamento atmosferico e la minore dipendenza dalle fonti fossili. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 25

26 Vantaggi nella Cogenerazione I vantaggi energetici riguardano il recupero dell'energia termica inutilizzata, un minor consumo di combustibile e una maggiore efficienza energetica. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 26

27 Vantaggi nella Cogenerazione Consequenziali i vantaggi economici, con la produzione di energia a costi più bassi e con la possibilità di usufruire degli incentivi se si investe nella cogenerazione. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 27

28 A casa nostra cosa possiamo fare? Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 28

29 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 29

30 Cogenerazione a casa o micro-cogenerazione Al contrario della sorella maggiore che sfrutta l'energia termica come sottoprodotto di quella elettrica, i sistemi di micro-chp, così sono definiti, producono principalmente calore generando elettricità come sottoprodotto. Da quasi 15 anni sono diffusi in commercio gli impianti di questo tipo. Grandi più o meno quanto una lavatrice, sono delle vere e proprie centrali elettriche ad uso domestico. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 30

31 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 31

32 Un impianto di cogenerazione casalingo, può funzionare con: "priorità termica", ossia si privilegia la produzione di energia termica (acqua calda o vapore), con "priorità elettrica", in cui viene privilegiata la produzione di energia elettrica. Dare la "priorità termica" di funzionamento alla cogenerazione è un sistema sicuro per ottenere, oltre a considerevoli risparmi di energia primaria, ottimi ritorni economici a breve termine. L'efficienza della macchina viene sfruttata solo quando si utilizza tutto ciò che produce: elettricità e calore, altrimenti conviene spegnerla. D'estate il calore può essere trasformato in freddo. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 32

33 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 33

34 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 34

35 E poi che altro ancora.. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 35

36 La Trigenerazione Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 36

37 Presuppone la produzione contemporanea di: 1. Elettricità 2. Calore 3. Freddo da un unico impianto e utilizzando un solo combustibile. Essa viene spesso identificata dalla sigla inglese CCHP (Combined Cooling, Heating and Power). Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 37

38 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 38

39 Cos'è dunque un Trigeneratore? Impianto di Cogenerazione + Macchina Frigorifera (per produrre freddo sotto forma di acqua refrigerata sia per il condizionamento degli edifici che per usi industriali) Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 39

40 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 40

41 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 41

42 Dunque Un sistema di Trigenerazione, è un sistema energetico costituito da: 1. un impianto di cogenerazione la cui energia termica utile viene impiegata, in tutto o in parte, per produrre, mediante 2. frigoriferi ad assorbimento, acqua refrigerata per il condizionamento o per i processi industriali. Lo sfruttamento del calore utile prodotto dall'impianto di cogenerazione anche per il raffreddamento permette di massimizzare lo sfruttamento dell'energia termica, rendendo conveniente un impiego dell'impianto per un numero maggiore di ore all'anno. Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 42

43 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 43

44 Lab. Meccanica prof Cecchetti Giordano 44