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4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a1

Sviluppo ingegneristico di fontirinnovabili

Ing Luciano Lazzeri

Ciclo Conferenze La storia nel Futuro

Genova 7 aprile 2008

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a2

Perché fonti rinnovabili?Sono convenienti economicamente ?

Motivi per lo sviluppo delle tecnologie da fonti rinnovabili– Difesa dell’ Ambiente

– Differenziazione delle fonti di energia

I valori del Costo di Produzione (COE) sono normalmente assaielevati e superiori ai valori di mercato per altre forme (adesempio l’elettricità prodotta con CC) e dunque necessitano diun sostegno economico, talora anche estremamente elevato.Va rilevato che sul valore del COE la quota di ammortamento ènormalmente quella più importante (con qualche eccezione,essenzialmente gli impianti a biomassa)

I sussidi devono comunque essere un incentivo perl’innovazione e non una copertura per l’inefficienza

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a3

Premessa

Le informazioni tecniche ed economicheriportate nel seguito sono state ottenute nelcorso dell’ attività professionale delloscrivente e si riferiscono ad impianti con cuilo scrivente ha avuto a che fare in varie vesti

Si tratta di una visione SoA

Naturalmente è possibile che vi siano anchealtri e migliori impianti e tecnologie con cui loscrivente non ha avuto esperienza diretta

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Le forme di incentivazione

Il meccanismo utilizzato in Italia è quello dei Certificati Verdi, ove– I produttori di energia da fonti convenzionali sono obbligati a produrre od

ad acquistare certificati per una quota pari a 3_3.5% del totale– Il produttore indipendente di energia da fonti rinnovabili emette certificati

corrispondenti alla produzione netta e li vende sul mercato– Il calcolo della tariffa omni-comprensiva dell’ energia da fonti rinnovabili è

calcolata in basa alla finanziaria 2008 come Tariffa (€/kWh) = (0.18 – C)*F +C C valore di riferimento per il cosro dell’ energia elettrica indicativamente 0.08

€/kWh F è un fattore che dipende dalla fonte energetica e varia tra 1.0 (vento idraulica

ad 1.1 biomassa etc) Esistono particolari facilitazioni per

– Impianti di potenza sotto 1 MW (ad esempui mini idrauliche tariffa 0.22, biomassa 0.28)– Filiera corta per le biomasse ove F=1.8

Il solare fotovoltaico ha un regime tariffario a parte con valori della tariffaomnicomprensiva generalmente compresi tra 0.5 e 0.56 €/kWh

2

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a5

Osservazione iniziale

Tutti gli impianti a fonti rinnovabili traggonodirettamente od indirettamente la loro fonteoriginale dall’ energia solare

Rispetto alle forme tradizionali hannonormalmente una densità di potenza assaimodesta e dunque necessitano di areededicate assai elevate

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Tipologia di impianti a fonti rinnovabilinell’ esperienza dello scrivente

Idrauliche e mini idrauliche (< 1 MW)

Eoliche

Biomassa (combustione e pirolizzatori)

Solare

Biogas

Impianti ad olio vegetale

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a7

Impianti mini-idraulici

Tipologia– Ad acqua corrente (Kaplan biregolante è la forma

più frequente) e piccolo salto

– A caduta media (30_60m) Francis

– A salto elevato (Pelton)

Tecnologia assolutamente matura econsolidata (con qualche eccezione)

Nella distribuzione dei costi le opere civilisono normalmente prevalenti

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a8

Componenti di tipo standardizzato

Esempio : piccolaFrancis ad asseorizzontale

Parametri importanti:– Costo

– Affifabilità

– Standardizzazione

3

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a9

Esempio di dimensionamento automaticoper Francis ad asse verticale

Turbine CL

Attention : drawing out of

scale

DESC RIZION E

Draf t tu be

AUTO RE

L UCIANO L AZZERI

REVISIO NE

16 feb 200 8

NO ME FILE

Turb ina Bo rzo nas ca

0.49 2.08

M axim um value ( m) 2.97

0.49

1.23

0.38

0.69

0.33

0.91

0.50

2.12

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a10

Problematiche

Tecniche– Flussi difficili da prevedere a lungo termine e con forti variazioni tra

anno ed anno

Burocratiche– Tempi lunghi di autorizzazione (normalmente qualche anno)

Economiche– Investimento assai elevato (3000_5000 €/kW), tuttavia con la

tariffa attuale ed il suo periodo di validità, l’economicità è spessogarantita anche per impianti con investimenti assai elevati

– Ad esempio un impianto da 0.6 MWe costa circa 3 mil €, checorrispondono ad una quota di ammortamento pari a circa 0.3 mil€/a e produce mediamente 3.0 GWh/a per un introito pari a 0.66mil €/a

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a11

Effetti della variazione di portata

Stochastic analysis

0.00

500.00

1,000.00

1,500.00

2,000.00

2,500.00

3,000.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Y ear

Pro

du

cti

on

GW

h/a

economical parameters

-4,000,000

-3,500,000

-3,000,000

-2,500,000

-2,000,000

-1,500,000

-1,000,000

-500,000

0

500,000

1,000,000

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

Year

Ec

on

pa

ram

ete

r(€

/a)

Income

Opex

EBIT

EBITDA

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Mini-idraulico

Il valore del COE può esser superiore anchea 0.16 €/kWh, malgrado il lungo periodo diammortamento

Tuttavia l’introito pari a 0.22 garantiscecomunque un ‘eccellente redditività

4

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a13

Eolico

La procedura normalmente utilizzata prevede:– Periodo di osservazione di almeno 2_3 anni mediante torri

anemometriche e caratterizzazione del vento (direzioneprevalente, parametri di Weibull A,m, coefficiente dirugosità, classe).

– Distribuzione di Weibull P(U) = 1- exp[-(U/A)k) U velocitàAd esempio un buon campo potrebbe avere A= 8 m/s ek =1.7 , che corrisponde ad una velocità media di circa 7.13m/s

– Scelta del tipo di macchina (attualmente la potenza di unasingola macchina supera abbondantemente 2 Mw)

– Studio del rumore e soddisfazione del criterio differenziale(3 dB(A) di notte)

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a14

Lay out

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a15

Curva di potenza e curva di probabilità

Total power characteristic curve

0 5 10 15 20 250

500

1000

1500

2000

2500power

velocity m/s

Po

wer

kW

Comparison of the cumulative distribution at the hub elevation

0 5 10 15 200

0.2

0.4

0.6

0.8

T H

Weibull

T H

Weibull

Cumulative distribution

Velocity (m/s)

Cu

mu

lati

ve

pro

bab

ilit

y

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Curve isofone

Concentration plot

Mat

5

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a17

Turbina eolica con pala da 71 m

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Particolare pala

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Il campo eolico più grande in Italia

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a20

Costo dell’ impianto (€/KWeq)

Conv Cost vs anno

0.00

1,000.00

2,000.00

3,000.00

4,000.00

5,000.00

6,000.00

7,000.00

8,000.00

2004.5 2005 2005.5 2006 2006.5 2007 2007.5

Anno (Yea r)

Co

nv

co

st€/

kW

6

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a21

Considerazioni economiche

Un impianto da 60 MW– costa attualmente circa 100 mil €,

– può produrre intorno a 100_120 GWh/a

– generando un reddito intorno a 18_20 mil €/a

– ampiamente sufficienti a ripagare il costo diammortamento pari a 10 mil €/a circa

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a22

Problematiche

Sviluppo del campo (tempi di qualche anno)

Autorizzative (tempi che potrebbero esserassai lunghi, qualche anno)

Costi d’ investimento assai elevati e cherichiedono forti anticipi per la prenotazione

Tendenza ad introdurre instabilità nella rete

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a23

Biomassa

Tecnologie di combustione– Impianti a griglia

– Impianti a letto fluido

– Piro gassificatori con TG o motore Diesel

Tipologia– Cippato di legno

– Misto, con presenza di CFB

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a24

Caratteristiche impianti a biomassalegnosa

Il potere calorifico della biomassa è relativamente modesto(indicativamente 2500 kc/kg) conseguentemente i consumisono relativamente assai elevati : un valore pari a 1 kg/kWh èun’ ottima performance

In un impianto a biomassa legnosa il controllo o quanto menol’analisi della catena (produzione, logistica, impianto dicombustione) è decisivo

Il rendimento dell’ impianto è un fattore di importanza focale dalpunto di vista tecnico, ambientale ed economico

La ricerca di un compromesso tra dimensione compatibile erendimento è spesso la scelta più importante

7

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a25

Influenza della dimensione econfigurazione su rendimento

Potenza rendimento

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Potenza MW

Ren

dim

ento

nett

o

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Il più grande impianto a cippato dilegno vergine del mondo : PtTalbot(da Financial Times e Sole 24Ore)

Wood-fuelled power for Wales By Fiona Harvey Published: November 21 2007 02:00 I Last updated: November 21

2007 02:00 A biomass power station capable of supplying half the homes in Wales

with electricity received government consent yesterday. The 350megawatt plant, to be the biggest wood-fuelled plant in the world, isto be built by Prenergy Power at Port Talbot, for about £400m.It is expected to be operational in 2010 and will be supplied with woodfrom environmentally managed forests, mostly in the US and Canada.Burning wood is carbon neutral because trees absorb carbon dioxidefrom the atmosphere as they grow.

Fiona Harvey Copyright The Financial Times Limited 2007

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a27

Carattristiche di Pt Talbot

General performance

Number units 1

Reference temperature C 10.00

Thermal cons kW 771,952.49

ST power kW 326,610.76

Gross power kW 326,610.76

Export heat kW 0.00

Fuel consume kg/s t/a 73.20 2,108,111.66

Gross efficiency 42.31% 2,035.57

Net power kW 293,949.69

Net efficiency % kC/kWh 38.08% 2,261.75

Total heat consumption GWh/a 6,175.62

Denomination PtTalbot

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a28

Caratteristiche dell’ impianto

Caldaia tipo CFB

Ciclo termico convenzionale

Utilizzo di condenzatore ad aria

Studio approfondito del sistema ditrattamento fumi per avere impattoambientale ridotto

8

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a29

La caldaia

Circulating fluidized bed boiler

Alholmens Kraft,Pietarsaari, Finland

Steam 550 MWth

194/179 kg/s165/40 bar545/545 °C

Fuels Wood, peat, coalStart-up 2001

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a30

L’ impianto di riferimento

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a31

Dimensioni della caldaia

77.22

10.10

50.48

28.85

21.63

20.70

24.35

45.06

10.35

9.13

72.03

DE SCRIZIO NE

CFB b oile r

AU TORE

LUCIAN O L AZZERI

RE VISION E

M ay 28 20 07

8

174.24

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a32

layout

longi tudinals ection(AA)

longi tudinals ectio n(A'A')

longi tu dinalsec tion (A''A' ')

B LA C K (O R D A R K GR A Y )M E TA L PA NN EL

C O P PE R C L OS E M E SH WIR E N E TT IN GP AN EL

C OP P E R C L OS E M E SH WIR E N E TT IN G PA NE L

C OP P E R LA R G E ME S H WIR E NE TT IN G PA NE L

B LA C K (O R D AR K G R AY ) ME T A L PA NN EL

K LI NK E R WA LL

C O P P E R LA R G E ME S H WIR E NE T T IN G PA NE L

S K Y -B L U E CO V E RIN G

S TO N E WA L L MA D E B Y ME T A L BIG CA GE

B L A CK ( OR D AR K G R AY ) CO V E RIN G

0.0 0

+ 3 5.1 0

+ 5 .0 0

+ 35 .10

+ 11 .50

+ 2 0.0 0

+ 4 9.2 5

+ 6 5.0 0

+ 45 .00

+ 3 0 .00

+ 6 .30

+ 13 .10

+ 2 0.0 0

+ 1 00 .00

1 0 - CO N V EY OR

2 5 - ST O C KP ILE1 1 - FU E L SIL OS5 - ST AC K

4 -E SP3 - BO IL ER1 - PO WE R HO U SE8 -A IR C O ND E N SE R

9

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a33

Rendering

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a34

Esempio di impianto da 30 MWe

Dati MCR

Consumo termico prog kW 98,637.26

Potenza lorda kW 35,881.67

Calore trasmesso kW 0

Consumo combustibile kg/s 9.35t/a 269,366.78

Efficienza lorda 36.38%

Potenza netta kW 31,934.69

Efficienza netta 32.38%

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a35

Tipo di boiler : BFB

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a36

Sistema di trattamento fumi

10,546.04

Fuel Compos ition Compos iz comb ustibi le

C Carbonio 31.30%H2 Idrogeno 3.60%

S Zolfo 0.00%

N Azoto 0.03%

O Ossigeno 18.50%H2O Acqua 42.00%

Ash Ceneri 4.56%

Alogen Alogeni 0.01%

Other Altro (Carbonati) 0.00%Total 100.00%

8.50

0.00

Flue gas Com p weig ht Compos iz fumi peso

N Azoto 64.245%

H2O Acqua 12.491%CO2 Anidride carbonica 18.184%

SO2 Anidride solforosa 0.000%

O Ossigeno 4.466%

Fly ash Ceneri Volatili 0.615%

Alogen Alogeni 0.002%

Total 100.00%

Stack design

estimated flow kg/s m3/s 53.65 59.49estimate stack temperature C 147.14

Exhaust velocity m/s betwe en 25 and 30

Stack height m/s > 50

Stack diameter m 1.66

CaO

4.00

10

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a37

Per un buon rendimento :essenziale configurazione RH

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a38

Caratteristiche generali impianti abiomassa per produzione di potenza

Impianti di potenza media abbastanza/moltoelevata

Utilizzo di tecnologie provate ed affidabili

Ricerca di rendimento elevato

Consumi di combustibile assai elevati comeconseguenza del valore modesto del PCI

Importanza decisiva della logistica

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a39

I pirolizzatori_ caratteristiche generaliun esempio tipico

Potenza 0.91 MWe

Tipologia Pirolisi congassificazione ed utilizzo del gas in motori acombustione interna

Tecnologia pirolisi xxxxx

Combustibile Biomassa verginelegnosa

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a40

Il pirolizzatore

11

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a41

Esempio di impianto

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a42

Le fasi della pirolisi : essicazioneNota : essenziale per il funzionamento

Input

Wet fuel input kg/s t/hr 0.43 1.548

Humidity 42.00%

Ashes 4.00%

LHV kJ/kg 10429.51

Total heat input kW 4484.691

Dry matter kg/s 0.2494

Drier performance

Humidity after drier 15.00%

Fuel input kg/s t/hr 0.29 1.06

Evaporated water kg/s 0.1806

Necessary heat kW 451.5

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a43

Gassificazione

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a44

Purificazione

Purification

Temperature of purified gas C 50

Heat loss kW 352.09

Actual available heat kW 3447.588

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4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a45

Bilanci e produzione

Motors efficiency 29.00%

Total gross power kWe 999.8006

Auxilaliary losses kWe % 149.9701 15.00%

Total net power kWe 849.8305

Total gross effic 22.56%

Total net efficiency 19.18%

Consume net wet kg/kWh 1.82

Consume net dry kg/kWh 1.24

Hours of operation h/a 7,500.00

Total fuel cons t/a 11,610.00

Total net production GWh/a 6.37

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a46

Lay out

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a47

Caratteristiche generali deipirolizzatori

Impianti relativamente piccoli , generalmente daqualche centinaio di kW a qualche MW

Possibile metterli in parallelo Abbastanza flessibili in termini di combustibile ma

con necessità di taratura Rendimenti netti non superiori al 20% e dunque

consumi tipicamente intorno a 2kg@2500 kg/kWh Costo specifico intorno a 3500_4500 €/kW Prodotto di nicchia, se utilizzato dove opportuno

presenta qualche vantaggio

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a48

Economicità di impianti a biomassa adalta efficienza

71.68€/MWhTotale

0.09€/MWhCosto altri

5.00€/MWhCosto operaz manut

18.85€/MWhCosto capitale

47.74€/MWhCosto combustibile (50 €/t)

Costi spec e totali

13

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a49

Economicità impianti a pirolisi

163.79€/MWhTotale

10.07€/MWhCosto altri

35.00€/MWhCosto operaz manut

61.91€/MWhCosto capitale (3500 €/kW)

56.81€/MWhCosto combustibile (30€/t)

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a50

Impianti solari fotovoltaici

Tecnologia matura e disponibile facilmente

Costo di produzione del solare fotovoltaico attuale assaielevato, intorno a 0.5 €/kWh essenzialmente per effetto delcosto dell’ impianto estremamente elevato (5000-6500 €/kWp)

La produzione netta W (kWh/a) di un impianto fotovoltaico sipuò valutare come

– W = P*h*F

– P potenza nominale impianto kWp

– h ore equivalenti di produzione (1080_1200 h/a)

– F fattore (circa 1 per impianto fisso 1.1 tracking mono assiale

– 1.3 tracking biassiale

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a51

Dati su costi specifici

Costo spec vs dimens

5,000.00

6,000.00

7,000.00

8,000.00

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1,000.00 1,200.00

Potenza d i picc o kWp

Co

sto

sp

ec

ific

o€

/k

Wp

97.31

996.13

50.61

1,012.00

1,008.70

50.42

49.25

171.53

1,013.09

50.86

1,013.10

994.30

671.07

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a52

Esempio di impianto a doppio tracking

Il sistemaIl sistema èè montato sumontato su

un palo che non occupaun palo che non occupaspazio a terraspazio a terra

Sotto la struttura siSotto la struttura si

può far crescere erbapuò far crescere erbao continuare ao continuare a

coltivarcicoltivarci

STRUTTURA AD INSEGUIMENTOSTRUTTURA AD INSEGUIMENTO (1)(1)

14

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a53

Schema impianto a tracking

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a54

Schema elettrico

Inv er ter dat a D at i inver te r

Inverter number N umero inverter 4

MPPT D ispositivo ricerca massima pot Yes/si

Open circ Voltage des V Tensione di progetto max e progV 710.40

Current A Corrente di progett o A 52.00

Power W Potenza kW 27.30

DC voltage min t ensione CC min kV 0.33

DC voltage max t ensione CC max KV 0.98

Inverter AC voltage t ensione uscita CA kV 0.4

Outlet vo ltage Tensione uscita kV 20

Transformer Trasformatore YES

Sys te m Sis tem a

Peak power tot W Potenza massima W 109,344.12

Tot numb cells N umero tot ale celle 640

Number cells ser ies N umero celle in serie 16

Voltage V Tensione V 492.11

Current per ser ies A Corrente totale pergruppo A 0.89

Inverter current A Corrente all'inverter A 8.95

Powerperstr ing W Potenza per gruppo W 440.42

Power inverter W Potenza inver termedia oper W 4,404.16

Total power W Potenza totale cond nom W 16,031.13

Efficiency Eff icienza totale 10.24%

16

492.11

0.89

8.95

10

Lanciano

5-apr-08

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a55

Layout

41.110

3.38

1.58

1.039

2.039

0

32

20

25.86

Lanc iano

67.59

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a56

Tipico conto economico (buona resa)

Andamento Flusso totale

-600000.00

-400000.00

-200000.00

0.00

200000.00

400000.00

600000.00

800000.00

0 5 10 15 20 25

Anno

Flu

sso

inte

gra

to€

Flusso totale

Flusso tot invest

"Flusso banca"

Andamento Flusso totale

-600000.00

-400000.00

-200000.00

0.00

200000.00

400000.00

600000.00

800000.00

1000000.00

0 5 10 15 20 25

Anno

Flu

ss

oin

teg

rato

€

Flusso totale

Flusso tot invest

"Flusso banca"

15

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a57

Esempio di conto economico

Andamento Flusso totale

-6000000.00

-4000000.00

-2000000.00

0.00

2000000.00

4000000.00

6000000.00

8000000.00

0 5 10 15 20 25

Anno

Flu

ss

oin

teg

rato

€

Flusso totale

Flusso tot invest

"Flusso banca"

Andamento Flusso totale

-500000.00

-400000.00

-300000.00

-200000.00

-100000.00

0.00

100000.00

200000.00

0 5 10 15 20 25

Anno

Flu

sso

inte

gra

to€

Flusso totale

Flusso tot invest

"Flusso banca"

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a58

Conclusione su fotovoltaico

Tecnologia completamente matura

Problemi di costi di installazione elevati, damigliorare

COE assai elevato

Praticamenete inaffrontabile se non con ilsupporto di istituti finanziari e creditizi

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Impianti a biogas e fermentazione

1. 1 Pre-vasca per la raccolta del liquame esistente

2. 1 Tramoggia e rispettiva tecnica di caricamento di co-fermenti palabili

3. Sala di pompaggio

4. Impianto di distribuzione dei liquidi per le vasche

5. 2 fermentatori isolati e riscaldati con agitatori ad immersione e tecnica d’ immissione di solidi con

copertura a telo; la capacità è pari a circa 1720 m3. La temperatura di fermentazione è pari circa 55 C

(processo in regime di termofilia) ed il calore è prelevato direttamente dal cogeneratore descritto nella

sezione 2.1.3

6. 1 vasca di stoccaggio di liquame riscaldata con copertura a telo e agitatori ad immersione. Il volume massimo di

gas contenuto è pari a circa 490 m3 su un volume totale pari a circa 4500 m3

7. Condotta del biogas e desolforazione . La desolforazione del biogas avviene tramite l’adduzione controllata d’ossigeno

ambientale ai fermentatori. L’attività dei batteri sulfurei (Sulfobakter Oxydans) trasforma l’acido solfidrico e l’ossigeno

contenuto nell’aria in zolfo e acqua. Lo zolfo si separa dal biogas in forma di uno strato giallastro e viene asportato

assieme al liquido fermentato. Vi è anche una fase di raffreddameno onde separare la condensa

8. Cogeneratore con rispettivo container di cui alla sezione 2.1.3

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Schema di processo

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Consumo per un impianto da 1 MW

Tipologia Liquame bovino Pollina Reflui Insilato mais pastone di mais Total

Prodotti t/d 20.00 6.00 0.00 35.00 4.00

Fraz sost secca 8.00% 30.00% 34.00% 40.00%

Sost secca kg/s 1600 1800 0 11900 1600

Fraz org ss 0.86 0.65 0.96 0.98

Prod bio m3/kgorg 0.42 0.5 0.66 0.98

Prod biogas m3/kg 0.0289 0.0975 0.0000 0.2154 0.3842

gas prod m3/d 577.92 585.00 0.00 7539.84 1536.64 10239.40

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Commenti ed Economicità

Tecnologia completamente disponibile,matura e facilmente reperibile

La tariffa attuale (prossima a 0.3 €/KWh)rende questo tipo di impianti estremementeinteressanti dal punto di vista economico

Necessita di notevoli estensioni (qualchecentinaio di ha) per reperire il materialenecessario

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Impianti ad olio vegetale

Si tratta di usare un motore Diesel CI con oliovegetale (che poi era l’ idea originale dell’inventore del motore)

Occorre modificare il motore esistente inmodo da renderlo adatto all’ utilizzo con oliovegetale a maggiore viscosità

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Schema d’ impianto

Typemachines Tipomacc hime G as motor 18 cy l

Power per machine Pot enza unitaria kW 17,278.27

Cons umeper machine Consumoper mac china kW 37,299.47

Number Cy linders Numero c ilindri 18

Tota l exh flow F lus so tota le kg/s 60.47

Exhaus t flow per machine Por tata dis c aric o per mac china kg/s 30.24

Exhaus t temperatur e Temper atura dis c aric o C 37 4

Tota l power Pot enza tota le kW 34,556.54

Tota l cons ume Consumot ot ale kW 74,598.94

Diesel power t otal gross Potenzat otale motori lor da kWe 34,556.5 4

Steam t urbine gross Potenzat otale turbina a vap kWe 2,801.76Total gross power Potenzat otale lorda kWe 37,358.3 0Ot to Motors consumpt Consumo mot ori kW 74,598.9 4Posr firing consumptio n Consumo post f iring kW 0.0 0

Total consumption Consumo tot ale kW 74,598.9 4Gross efficiency rendimento lor do 50.08%Par asiti cand C onsume losses Per dite parassit ee consumi kW 911.57 2.44%

Net pr oduction Produzione netta kW 36,446.7 3Net eff iciency Efficienzanet ta 48.86%

Load coeff icient Coeff iciente di carico 0.8 5Net power Potenzanett a kWe 30,484.3 4Total consume Consumo tot ale kWt 63,409.1 0Motors consume Consumo mot ori kWt 63,409.1 0

CV r at io Rapporto C V 1.0 0Hour so f operation Or ed i oper azione h/a 8000Total elect rical production Produzione elet trica tot GWh/a 243.87

GC pr oduction Produzione CV GWh/a 243.87Total consume Consumo tot ale GWh/a 507.27Motors consume Consumo mot ori GWh/a t(Knm3/a) 507.27 50,727.28

Post firing consume Consumo post f iring GWh/a Knm3/a 0.0 0 0.00Average electr ef fic Efficienzamedia 48.08%

0

1,0 28.57

100.00

310.97

Param Parametr o SH Evap ECO

W ater s ide Lato vapore

Wat flow kg/s F lus s oacqua kg/s 1.95 1.95 1.97

Wat pres bar Pres s ione bar 36.50 37.50 38.00Inlet w tempC Temperatura ingr es so C 245.13 237.13 109.00

Outlet w temp C Temperatura usc ita C 350.00 245.13 237.13

Inlet s team enth Ent alpia ingress o kJ/kg 2,804.27 1,024.00 459.44

Outlet s team ent h Ent alpiaus cita kJ/kg 3,103.35 2,804.27 1,024.00

Gas s ide Lato gasGas flow kg/s F lus s ogas kg/s 30.24 30.24 30.24

Inlet temp C Temperatura ingr es so C 374.00 356.86 253.13

Outlet TempC Temperatura usc ita C 356.86 253.13 219.32

Inlet ent hkJ/kg Ent alpia ingress o kJ/kg 954.01 934.75 820.13

outlet ent hkJ/kg Ent alpiaus cita kJ/kg 934.75 820.13 783.42H eat trans fer C alores c ambiato

Heat kW Calor e kW 582.23 3,465.81 1,110.08

LM TD C LMTD C 57.04 39.34 48.85

UA kW/C UA kJ/C 10.21 88.10 22.72Tota l ar ea Areatota les c ambio mq 408.30 3,523.82 908.96

Bare tube ar ea Areatubo con alette mq 40.83 352.38 90.90

Gross S Tpowe rkW P otenza lorda turbina kW 2,801.76

Parass and auxl oss es kW P erdite paras s e a ux kW 140.57

Export Load kW Cal ore esportato kW 0

Net power P otenza ne tta kW 2,661.18

Typ e pf fue l T ipo d ic omb us tib i le V eg et oi l

Stora ge S tocc ag gio d /a m3 5 0 8 ,4 54 .55

Nu mb er tank s Nu mero s erb atoi 4

Tan k ca pac i ty Cap ac ità s erba to io m 3 2 11 3.6 4

Tan k size Dime nsio ne m 1 3.5 5

Fue l tem pera ture T emp eratu ra co mb C 5 5

Amb ien ttem pera ture T emp eratu ra amb ient C 1 5

Co ns ume h eat avg pea k Co nsu mo te rmic o med picco k W 18 4.5 0 7 37 .98

Ch eck avai lab il ty h eat Co nfron ta disp on ibi l ità c al k W Ava ila ble

He ating fu el temp T emp eratu re I/O flu id o risc C 9 0.0 0 70 .0 0

Fluid d esign flo w F luss o pro ge tto m 3/h 55 5.2 6

Fue lp ump flo w F luss o po mp a al im ento k g/ s m3 /s 4.14 0 .00 43

He ad lo ss P erdi ta ca ric o b ar 1 .5

Powe rp ump P oten za p om pa k W 0.93

Pum p typ e T ipo p om pa "s crew typ e"

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layout

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Commenti

E’ un impianto cogen di un certo impegnoanche se di tecnologia assolutamentecognita

Un impianto da 35 MW consuma circa 50000t/a di combustibile

Il COE è per quasi 80% dovuto alcombustibile

4/9/2008 Luciano Lazzeri rev 1a67

Conclusione

Gli impianti ad energie rinnovabilirappresentano, ove gestiti conconsapevolezza ed efficienza una varlidaalternativa