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I termini di cogenerazione e trigenerazione sono spesso usati in associazione con efficienza e risparmio energetico. Ma `e importante andare a vedere quali sono i criteri che rendono vero questo collegamento. Il termine cogenerazione in ambito energetico è associato alla produzione combinata di calore utile ed elettricità o energia meccanica. Fondamentale la precisazione di calore utile, in quanto qualsiasi sistema di generazione elettrica produce calore, ma in ambito di semplice generazione elettrica il calore sviluppato viene dissipato. Il calore proveniente dal processo cogenerativo viene in parte utilizzato sostituendosi a calore prodotto con caldaie.
Il termine trigenerazione è riferito ad impianti in grado di fornire come effetti utili energia elettrica o meccanica, calore e freddo. L’impianto di cogenerazione o di trigenerazione è finalizzato a realizzare un uso più razionale dell’energia primaria della fonte energetica utilizzata, rispetto a processi che producono separatamente tali forme di energia. Questo significa che in ogni contesto la bontà di un impianto di cogenerazione si valuta confrontando le sue prestazioni con le migliori possibilità presenti di generazione separata. La prima opzione risulta energeticamente conveniente solo se realizza effettivi vantaggi rispetto alla seconda.
In un sistema cogenerativo tradizionale l’elemento base è costituito dal motore che bruciando combustibile trasforma l’energia chimica in esso contenuta parte in energia elettrica, parte in energia termica ad una certa temperatura e parte viene dispersa. Oggi vengono usati principalmente motori a combustione interna a gas metano, spesso derivati da motori diesel navali o per autotrazione. Esistono anche delle piccole turbine a gas metano che avvicinandosi alle buone efficienze dei motori alternativi riescono a migliorarli in termini di emissioni sonore e di inquinanti. Nel caso trigenerativo si deve inserire nel sistema un frigorifero. Questo può essere a compressione o ad assorbimento. Il frigorifero a compressione funziona come il frigorifero presente nelle nostre cucine, consuma energia elettrica per sottrarre calore da un ambiente freddo e riversarlo in un ambiente più caldo. Il frigorifero ad assorbimento invece consuma energia termica a temperatura di circa 100 ◦C per ottenere lo stesso effetto ma con una minore efficienza.
Il sistema cogenerativo per realizzare un risparmio energetico ed un beneficio economico ed ambientale rispetto alla generazione separata può agire su vari fattori. Si può ottimizzare lo schema di impianto, la tipologia dei componenti e la loro potenza. In particolare la potenza termica, elettrica e frigorifera dell’impianto varia oggi da applicazioni adatte per utenze residenziali monofamiliari a condomini per arrivare ad utenze industriali e centrali di teleriscaldamento. Con la tecnologia disponibile commercialmente oggi, con un corretto dimensionamento e una corretta conduzione si ottengono impianti che effettivamente rendono disponibile energia utile con un rendimento complessivo migliore rispetto ad alla loro generazione separata.
In sintesi ciò si traduce in un minore consumo di combustibile, minori emissioni inquinanti ed una maggiore responsabilizzazione energetica a livello locale. La presenza di generatori elettrici, operanti in cogenerazione, distribuiti sul territorio è una sfida tecnologia per la rete di distribuzione, ma integrare in maniera capillare carichi elettrici e generatori ha i suoi vantaggi. L’analisi deve essere allargata a considerare anche la presenza di sistemi che producono energia elettrica da fonti rinnovabili. Il trasporto di energia elettrica sui cavi della rete avviene con perdite che sono tra l’altro proporzionali alla distanza percorsa. Significa che poche centrali di grande potenza, producendo grosse quantità di energia elettrica, la distribuiscono su aree molto vaste. Ne segue che parte dell’energia prodotta dalla centrale viene dissipata e persa durante il trasporto fino all’utilizzo. Avvicinare generazione ed utenza riduce queste perdite.
La legislazione italiana si è occupata di cogenerazione nel passato andando nel tempo a definire in maniera sempre più precisa il requisito fondamentale di un migliore utilizzo del combustibile rispetto allo scenario di generazione separata di riferimento. Questo risultato è perseguito avendo definendo l’Indice di Risparmio Energetico. Indice che confronta la quantità di combustibile bruciato dal motore funzionante in regime cogenerativoo con la quantità di combustibile che sarebbe stato necessario per ottenere le stesse quantità di energia utile con la generazione separata di riferimento. La seconda quantità in particolare è composta di due addendi.
Il primo rappresenta il combustibile bruciato da una centrale termoelettrica tipica italiana per produrre la quantità di energia elettrica utile. Questa è l’energia generata dal motore cogenerativo, aumentata di un contributo che tiene conto delle perdite di distribuzione dalla centrale all’utenza. Il secondo rappresenta il combustibile bruciato in una caldaia tipica per ottenere la stessa quantità di energia termica, resa disponibile dal motore cogenerativo ed effettivamente utilizzata. In definitiva l’Indice di Risparmio Energetico definisce se un impianto di cogenerazione o trigenerazione opera con efficienza maggiore rispetto alla generazione separata di riferimento. Si identifica in questo modo una cogenerazione ad alto rendimento, meritevole di incentivazione.
[ Links utili e approfondimenti ]
- Cogenerazione: Combinare Calore ed Elettricità. La Nuova Frontiera Oltreoceano. Ottimizzare e Rendere più Efficienti le Risorse Energetiche è la Parola d’Ordine
27 novembre 2009 alle 18:20
Vorrei cortesemente sapere come funziona il motore
e se sprigiona gas di scarico. Se possibile avere uno schema
fotografico.
SALUTI
vincenzo de munno