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Discussione: Cogenerazione

  1. #1

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    Cosa sono gli impianti di cogenerazione

    Le centrali termiche per la produzione di energia elettrica hanno, in generale, una bassa efficienza energetica: soltanto il 40-50% (55% negli impianti più moderni) dell'energia termica contenuta nei combustibili fossili viene trasformata in energia elettrica, mentre la rimanente quantità è scaricata nell'ambiente senza alcun utilizzo.

    In alcuni casi, tuttavia, tale calore residuo può trovare impiego nell'industria, ad esempio sotto forma di vapore, oppure può essere destinato ad usi civili, come il riscaldamento degli edifici. In tal caso, si parla di produzione combinata di energia elettrica e calore (o, semplicemente, produzione combinata): gli impianti di produzione combinata, dunque, convertono energia primaria, di una qualsiasi fonte, in energia elettrica ed in energia termica (calore), prodotte congiuntamente ed entrambe considerate effetti utili.

    La produzione combinata di energia elettrica e calore in uno stesso impianto prende solitamente il nome di cogenerazione. E' bene tuttavia sottolineare che, in termini rigorosi, le due dizioni "produzione combinata" e "cogenerazione" non sono equivalenti. Infatti, la normativa vigente in Italia stabilisce che un impianto di produzione combinata può essere considerato impianto di cogenerazione soltanto se soddisfa determinati requisiti qualitativi.

    La produzione combinata può incrementare l'efficienza di utilizzo del combustibile fossile fino ad oltre l'80%; a ciò corrispondono minori costi e minori emissioni di inquinanti e di gas ad effetto serra, rispetto alla produzione separata di elettricità e di calore.

    La seguente figura illustra schematicamente il confronto tra la citata produzione convenzionale e quella combinata; nel caso della produzione combinata il rendimento totale risulta più elevato, anche assumendo, cautelativamente, che il rendimento elettrico sia più basso:

    image

    La produzione combinata presuppone la possibilità di utilizzare il calore in prossimità del luogo stesso di produzione. In generale, infatti, trasmettere il calore a grande distanza non è tecnicamente realizzabile, a causa soprattutto dell' elevata dissipazione che si avrebbe durante la trasmissione.

    Per questo motivo, gli impianti di cogenerazione sorgono di solito in prossimità di utilizzatori termici. Se il calore viene prodotto a temperatura relativamente bassa, si tratterà di impieghi di tipo civile, come il riscaldamento di ambienti o il teleriscaldamento urbano; il fluido vettore è quasi sempre acqua. Se il calore prodotto è più “pregiato” (temperatura e pressione elevate), sarà utilizzato, sotto forma di vapore, in lavorazioni industriali.

    Non mancano situazioni miste, in cui si ha produzione contemporanea di calore a vari livelli di temperatura, anche molto diversi. In tali casi, di solito, vi è un unico luogo di utilizzo (ad esempio, uno stabilimento industriale), dove il vapore pregiato viene destinato alle lavorazioni, e quello a bassa temperatura al riscaldamento degli ambienti produttivi.

    In alcuni casi, l'utilizzatore termico produce, a sua volta, gas con un contenuto energetico significativo, i quali sono ceduti all'impianto di cogenerazione, per essere utilizzati come combustibili. Ciò accade, ad esempio, negli impianti petrolchimici o siderurgici e nelle raffinerie.

    MetS


    Fonte.

    Edited by MetS-Energie - 10/6/2006, 23:06

  2. #2

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    Tipologie degli impianti di cogenerazione

    Nella sua forma più semplice un impianto di produzione combinata comprende almeno un motore primo (turbina a vapore, turbina a gas, oppure motore a combustione interna), ed un generatore elettrico. Nel caso, ad esempio, di una turbina a vapore, un combustibile primario, bruciando in una caldaia, cede energia termica all’acqua, trasformandola in vapore. Una parte di tale energia è trasferita dal vapore al motore primo che, trascinando l’alternatore, la trasforma in energia elettrica. Un’altra parte è invece utilizzata direttamente come energia termica, e può essere destinata, come già visto, a vari impieghi civili o industriali. Infine, la parte rimanente, nella forma di un calore residuo non più utilizzabile, è dispersa nell’ambiente.

    Il prelievo di energia termica utile dal fluido di processo può avvenire in vari modi. Nel caso di impianti con turbine:

    - a gas o con motori a combustione interna, si impiega solitamente uno scambiatore che recupera il calore dai fumi esausti prima di scaricarli nell’atmosfera;
    - a vapore, le soluzioni più diffuse per il prelievo di calore sono le seguenti:

    a) turbine a contropressione: subito dopo l’espansione in turbina, il vapore è inviato all’utilizzatore termico, al quale cede parte dell’energia (entalpia) che ancora possiede. Il funzionamento può essere in ciclo chiuso, con ritorno alla caldaia del vapore condensato dall’utilizzatore, o in ciclo aperto.

    b) turbine a condensazione con spillamento: il calore è prelevato estraendo una certa portata di vapore (spillamento) in un punto opportuno del ciclo termodinamico, per inviarla all’utenza termica. La portata rimanente, dopo l’espansione in turbina, è condensata e il calore di condensazione è di norma dissipato.

    Sono diffuse anche soluzioni miste, in cui si ha prelievo di calore sia durante il ciclo (mediante uno spillamento di vapore), sia a valle dell’espansione in turbina.

    A titolo di esempio, la figura sottostante mostra, in forma semplificata, un ciclo cogenerativo a vapore del tipo a condensazione con spillamento. La turbina a vapore (TV) è composta di tre stadi, che eseguono l’espansione del vapore ad alta, media e bassa pressione (AP, MP, BP). Il corpo AP sfrutta l’intera portata di vapore per produrre energia elettrica. Subito a valle, una parte della portata è prelevata (spillata) ed inviata ad un’utenza termica. Il vapore rimanente, dopo aver attraversato nella caldaia il ri-surriscaldatore RH, si espande nei corpi MP e BP producendo ulteriore energia elettrica e, infine, è condensato.

    image

  3. #3

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    il calore derivante da un ciclo cogenerativo vine sfruttato solo nelle stagioni invernali (teleriscaldamento)
    bisognerebbe trovare un modo per sfruttarlo anche in estate....

    ad esempio con delle pile termoelettriche per produrre energia elettrica ,anche se date le temperature non so quanto sia fattibile....

    oppure più semplicemente con delle macchine frigorifere ad assorbimento per fare "teleclimatizzazione"

    voi pensate si posso fare???

    soprattutto nel secondo caso penso che i risparmi energetici sarebbero notevoli

  4. #4
    Seguace

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    Buongiorno 'ntonio 86.

    Il teleraffrescamento esiste già in alcune città e sono quasi sicuro che a breve inizierà una nuova rete di distribuzioen del fluido freddo nella città di Venaria Reale vicino Torino.

    il limite degli assorbitori è che raggiungono il max rendimento con temperature dell'acqua in ingresso maggiori di 110°C con l'ottimo raggingibile a 118°C.
    Quindi il sistema cogenerativo (definito abitualmente trigenerativo) dovrà essere in grado di produrre acqua a tale temperatura.

    ulteriore limite alla realizzazione di queste reti è la ricettività da parte degli utenti del fluido freddo. A casa mia non farei mai lavori che mi costringano a rompere i pavimenti e cambiare i radiatori con fan coil, il prezzo sarebbe troppo elevato e non riuscirei a rientrare nella spesa in tempi accettabili.

    Al contrario nelle vicinanze di grossi centri commerciali, università, industrie, ecc. che sono molto "ghiotte" di fluido freddo una rete così pensata è fattibile.

    saluti

  5. #5
    Appassionato/a

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    CITAZIONE ('ntonio86 @ 24/2/2008, 00:54)
    il calore derivante da un ciclo cogenerativo vine sfruttato solo nelle stagioni invernali (teleriscaldamento)
    bisognerebbe trovare un modo per sfruttarlo anche in estate....

    ad esempio con delle pile termoelettriche per produrre energia elettrica ,anche se date le temperature non so quanto sia fattibile....

    oppure più semplicemente con delle macchine frigorifere ad assorbimento per fare "teleclimatizzazione"

    voi pensate si posso fare???

    soprattutto nel secondo caso penso che i risparmi energetici sarebbero notevoli

    Il calore viene sfruttato anche per processi produttivi nelle industrie(industria del legno o della carta per esempio) o nelle serre.

    Per quanto riguarda le macchine ad assorbimento (ad ammoniaca o a bromuro di litio) queste sono già una realtà.

  6. #6
    Appassionato/a

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    Predefinito Guida alla cogenerazione


  7. RAD

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