Cogenerazione

Col termine cogenerazione si indica la produzione ed il consumo contemporaneo di diverse forme di energia secondaria (energia elettrica e/o meccanica ed energia termica) partendo da un'unica fonte (sia fossile che rinnovabile) attuata in un unico sistema integrato.

L'energia termica può essere utilizzata per uso industriale o condizionamento ambientale (riscaldamento, raffreddamento).

La cogenerazione viene realizzata in particolari centrali termoelettriche, dove si recuperano l'acqua calda od il vapore di processo e/o i fumi, prodotti da un motore primo alimentato a combustibile fossile ( gas naturale, olio combustibile, biomasse, biogas, ed altro ): si ottiene così un significativo risparmio di energia rispetto alla produzione separata dell'energia elettrica ( tramite generazione in centrale elettrica) e dell'energia termica ( tramite centrale termica tradizionale ).

Il più comune esempio di impianto cogenerativo è quello realizzato con turbogas/motore alternativo e caldaia a recupero. I fumi del turbogas o del motore alternativo vengono convogliati attraverso un condotto fumi nella caldaia a recupero. Il recupero può essere semplice, qualora non esista un postbruciatore, o un recupero con postcombustione in caso contrario. I fumi in caldaia permettono di produrre acqua calda, vapore saturo o vapore surriscaldato. Solitamente si utilizza acqua calda per scopi di riscaldamento, vapore saturo per utenze industriali e vapore surriscaldato per turbine a vapore e utenze.

In definitiva si ottiene produzione di energia elettrica attraverso l'alternatore accoppiato al turbogas ed eventualmente attraverso l'alternatore accoppiato al turbovapore, e produzione di energia termica sotto forma di vapore, sfruttato poi dalle utenze connesse.

Per quanto riguarda i motori a combustione interna, per il recupero del calore, altrimenti perduto, si utilizzano diversi scambiatori di calore: un primo scambiatore che permette il raffreddamento dell'olio lubrificante, è disponibile a bassa temperatura (non oltre gli 80 °C), un altro scambiatore per il raffreddamento dell'acqua destinata a refrigerare il motore stesso, ed infine un ultimo scambiatore posto allo scarico del motore che permette di innalzare di molto la temperatura del fluido di scambio termico generalmente, come è stato detto, acqua, che per questo ulteriore scambio termico può arrivare allo stato di vapore surriscaldato. Attraverso tali impianti è possibile produrre energia elettrica e termica. A parte il costo degli scambiatori questo non costituisce una complicazione eccessiva di impianto perché tali motori hanno bisogno per funzionare comunque di un sistema di raffreddamento altrimenti si rischia il surriscaldamento del motore stesso.

La cogenerazione con potenza elettrica inferiore ad 1 MW si definisce piccola cogenerazione, quella con potenza inferiore a 50 KW microcogenerazione, e viene effettuata tramite motori alternativi a combustione interna, microturbine a gas o motori a ciclo Stirling. La differenza principale tra la piccola cogenerazione e la microcogenerazione consiste nel fatto che nella piccola cogenerazione l'energia termica è un prodotto secondario, mentre la microcogenerazione è diretta principalmente alla produzione di calore e secondariamente di energia elettrica.

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