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Sistemi per l'energia in edilizia LM Ingegneria Edile Sistemi per l'energia in edilizia Sistemi per l'energia in edilizia Microcogenerazione Microcogenerazione Microcogenerazione Microcogenerazione A. Perdichizzi Dipartimento di Ingegneria Industriale Università degli Studi di Bergamo
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Sistemi per l'energia in edilizia
LM Ingegneria Edile
Sistemi per l'energia in ediliziaSistemi per l'energia in edilizia
MicrocogenerazioneMicrocogenerazioneMicrocogenerazioneMicrocogenerazione
A. Perdichizzi
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Università degli Studi di Bergamo
Sistemi per l'energia in edilizia
LM Ingegneria Edile
Sistemi per l'energia in edilizia
LM Ingegneria Edile
Sistemi per l'energia in edilizia
LM Ingegneria Edile
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LM Ingegneria Edile
60 (PERDITA [fumi e
calore uscente])
60 (PERDITA [fumi e
calore uscente])
LaLa cogenerazionecogenerazione è la produzione combinata di è la produzione combinata di energia elettrica e caloreenergia elettrica e calore..
I vantaggi della COGENERAZIONE
MicrocogenerazioneMicrocogenerazione::
La La cogenerazione consente un cogenerazione consente un risparmio di energia risparmio di energia primaria (combustibile) primaria (combustibile) superiore al 30%.superiore al 30%.
40 (ENERGIA
ELETTRICA)
40 (CALORE
UTILE)
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perdite varie])
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produzione separataproduzione separataproduzione combinataproduzione combinata
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perdite varie])
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LM Ingegneria EdileMicrocogenerazioneMicrocogenerazione
--vantaggi vantaggi ENERGETICIENERGETICI: si riduce la quantità di combustibile consumato
--vantaggi vantaggi ECONOMICIECONOMICI: si riducono i costi del combustibile richiesto
-- vantaggi AMBIENTALIvantaggi AMBIENTALI: si riducono le emissioni di gas serra e di sostanze inquinanti
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MotoriMotori--Generatori :Generatori :
-- MMotori ciclo Otto a gasotori ciclo Otto a gas
-- MicroturbineMicroturbine
-- Motori Motori StirlingStirling
MicrocogenerazioneMicrocogenerazione::
Tipi/Taglie di motori primiTipi/Taglie di motori primi
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PerPer generazionegenerazione diffusadiffusa (o(o distribuitadistribuita)) sisiintendeintende lala generazionegenerazione didi energiaenergia elettricaelettrica inin
Ha senso la cogenerazione sulla Ha senso la cogenerazione sulla taglia “micro”?taglia “micro”?
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AffinchéAffinché lala GDGD possapossa competerecompetere dada unun puntopunto didivistavista energeticoenergetico eded economicoeconomico concon lele BAT,BAT, èèindispensabileindispensabile inserireinserire lala valorizzazionevalorizzazione
deldel calorecalore cogeneratocogenerato..
intendeintende lala generazionegenerazione didi energiaenergia elettricaelettrica ininvicinanzavicinanza dell’utenzadell’utenza concon possibilitàpossibilità didi immettereimmetteresullasulla reterete didi MTMT oo BTBT gligli esuberiesuberi didi energiaenergiaprodottaprodotta..
Microcogeneratore Stirling
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MotoriMotori a a combustionecombustione internainterna
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-- elevata affidabilità (tecnologia elevata affidabilità (tecnologia matura)matura)
-- elevati rendimenti elettrici anche elevati rendimenti elettrici anche a carichi parzialia carichi parziali
-- costi di manutenzione elevaticosti di manutenzione elevati
-- catalizzatore necessario per catalizzatore necessario per contenimento emissionicontenimento emissioni
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I MOTORI ALTERNATIVI A GASI MOTORI ALTERNATIVI A GAS
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I MOTORI ALTERNATIVI A I MOTORI ALTERNATIVI A GAS:GAS:Taglia: Taglia: 11--200 200 kWkW
Taglia “monofamiliare” (cogenerazione domestica)
- versatilità di utilizzo (capacità di seguire
variazioni di carico)
gestione automatica (sistemi elettronici
Senertec (DACHS)
- gestione automatica (sistemi elettronici
di controllo)
- “inseguimento” della domanda termica
Ecowill (Honda)
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MicroturbineMicroturbine
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Microturbine : 40Microturbine : 40--200 kW200 kW
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LE MICROTURBINE A GASLE MICROTURBINE A GAS
Macchine di concezione derivata
dai turbogas di grossa taglia, ma
dotate di soluzioni specifiche per
la taglia “micro”
- turbine radiali
- ciclo rigenerativo
- riduzione del rapporto di
compressione
- eliminazione del riduttore di giri
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LE MICROTURBINE A GASLE MICROTURBINE A GAS
CCosto di installazione: 1100-1400 €/kWel
Manutenzione: 1500 €/8000 h + 4000 €/20000 h
Vita utile: 60000 h (2000 start-and-stop/a)
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LE MICROTURBINE A GASLE MICROTURBINE A GAS
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I MOTORI STIRLINGI MOTORI STIRLING
Motore volumetrico a combustione esterna a ciclo chiuso
- varietà di combustibili o di fonte termica
- buoni rendimenti, bassa rumorosità, limitate vibrazioni
- emissioni basse grazie alla regolarità della combustione
ridotta manutenzione- ridotta manutenzione
Costo di installazione: ~3000 €/kWel
Manutenzione: 10-15 €/MWh
Vita utile: 50000-60000 h
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I MOTORI STIRLINGI MOTORI STIRLING
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I MOTORI STIRLINGI MOTORI STIRLING
Il microcogeneratore Stirling
potrebbe a breve essere pensato per
sostituire/integrare la “caldaietta”
domestica.
Il motore genera la potenza termica
richiesta dall’utenza domestica e
contemporaneamente cogeneracontemporaneamente cogenera
energia elettrica.
Il sistema è concepito per operare in
una logica di scambio con la rete di
distribuzione elettrica in BT.
Si deve co-produrre elettricità e
calore recuperando integralmente
la potenza termica resa disponibile
dal motore.
STM (U.S.A.)
Solo (D)
Microgen (UK)
Whispergen (NZ)
Mitsubishi, Toshiba (J)
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TeleriscaldamentoTeleriscaldamento::
Spesso in configurazione cogenerativa
-vantaggi ENERGETICI
-vantaggi ECONOMICI
- vantaggi AMBIENTALI
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LA TRIGENERAZIONELA TRIGENERAZIONE
Tratto da “La microcogenerazione a gas naturale” di Macchi-Campanari-Silva
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TrigenerazioneTrigenerazione
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Generazione
in grandi
centrali
elettriche
Grandi centrali Impianti
Caldaie
monoutenza o
condominiali
Scenario “convenzionale”
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Grandi centrali
cogenerative
Impianti
frigoriferi
monoutenza
Microcogeneratore
Scenario trigenerativo
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Schema di impianto trigenerativo
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trigenerazionetrigenerazione
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Quadro riassuntivo degli schemi di impianto cogenerativi/trigenerativi
