Cogenerazione: produzione di energia efficiente per edifici e reti di riscaldamento

La gestione combinata di energia basata sulla cogenerazione consiste nella generazione di energia elettrica e calore in un solo dispositivo. La loro produzione simultanea avviene nei moduli Combined Heat and Power (CHP). L'elemento principale di un modulo CHP è il motore a gas ad alta efficienza in cui, grazie al processo di combustione, si converte l'energia contenuta nel carburante in energia termica e meccanica.
L'energia meccanica, grazie al generatore sincrono accoppiato al motore, viene convertita in elettricità. L'energia nel gas di scarico e la perdita di calore del motore vengono recuperati dagli scambiatori e poi messi a disposizione. Attraverso la rete di distribuzione del calore, il calore può essere distribuito a diversi canali e utilizzato come energia di riscaldamento per il riscaldamento o per la produzione di acqua calda sanitaria. Per esempio, un impianto di riscaldamento, in cui un'unità di cogenerazione è stata utilizzata,in parte può soddisfare la domanda di energia termica dell'edificio, producendo contemporaneamente anche energia elettrica. Grazie all'utilizzo massimo dell'energia primaria del combustibile per la produzione contemporanea di energia elettrica e termica e alle perdite ridotte, i sistemi di cogenerazione raggiungono un'efficienza quasi pari al 90 per cento.

Principio funzionale della cogenerazione in un impianto CHP per l'utilizzo dell'energia primaria in due modi:
Un motore aziona un generatore, il calore residuo viene utilizzato come calore termico.

La produzione combinata di elettricità e calore porta a un utilizzo di energia primaria che è migliore di quello che sarebbe in produzione separata. Viene utilizzato meno combustibile per generare le stesse quantità di elettricità e calore rispetto alla produzione separata. La produzione combinata di energia consente inoltre di utilizzare in modo più efficace il carburante e di ridurre le emissioni globali di anidride carbonica. L'inserimento di una unità di cogenerazione significa anche costi di esercizio più bassi dell'energia elettrica (meno elettricità acquistata, esenzione dalle spese di rete e altre imposte sull'energia elettrica, riduzione del rischio dell'oscillazione dei prezzi ecc.). Un'unità di cogenerazione può anche servire come fonte di backup che migliora la sicurezza e la copertura.

Le imprese che investono nella cogenerazione possono contare anche sugi incentivi (certificati, esenzioni fiscali, sovvenzioni agli investimenti, quote di emissioni di gas a effetto serra, ecc.). Gli investimenti in installazioni di unità di cogenerazione realizzate da piccole e medie imprese si qualificano per programmi di finanziamento forniti in molti paesi dell'UE.

Grazie alla loro affidabilità e ai bassi costi energetici, i sistemi di cogenerazione sono di grande attualità. Essi riducono notevolmente le emissioni inquinanti rispetto alla generazione di calore tradizionale. Nei prossimi anni essi diventeranno una delle tecnologie energetiche fondamentali per la produzione efficiente di calore ed elettricità per piccole e grandi strutture, nonché nelle reti locali di distribuzione di energia elettrica e termica. Uno di questi sistemi è PowerBloc, progettato per la generazione di energia elettrica e calore. Combina un motore a combustione, un generatore, un gruppo di scambiatori di calore e un sistema di controllo remoto. Le unità di cogenerazione PowerBloc rientrano nella categoria delle fonti energetiche decentrate. Ciò significa che la potenza e il calore vengono generati vicino al luogo di consumo, motivo per cui si raggiunge un elevato livello di utilizzo dell'energia primaria - fino al 90%. Al contrario, le grandi centrali elettriche tradizionali utilizzano solo il 30-50% dell'energia primaria in confronto alle unità di cogenerazione: la restante energia viene persa sotto forma di calore residuo. In una unità di cogenerazione PowerBloc, il calore del gas di scarico viene riutilizzato ad es. per il riscaldamento, per la preparazione di acqua calda, o come calore di processo negli impianti industriali. L'elettricità prodotta viene utilizzata nell'edificio o spesso può essere trasferita alla rete elettrica.

Grazie all'elevato rendimento, le unità di cogenerazione PowerBloc consentono di risparmiare energia. Un migliore utilizzo delle risorse significa anche una significativa riduzione delle emissioni di anidride carbonica (una unità di cogenerazione alimentata con gas naturale riduce le emissioni di anidride carbonica quasi del 60%). Indipendentemente dal fatto che un'unità di cogenerazione sia utilizzata per generare calore o elettricità per edifici monofamiliari, plurifamiliari, o un impianto industriale, le unità di cogenerazione PowerBloc sono disponibili in 20 a 530 Kwth / E.

Grazie alla configurazione modulare del sistema di cogenerazione; La disponibilità di attrezzature, un'ampia gamma di applicazioni, la facilità di alimentazione e l'efficienza relativamente alta, i sistemi di cogenerazione a gas sono l'apparecchiatura più efficiente per la conversione di energia contenuta nel combustibile primario in energia elettrica e calore. Permettono risparmi fino al 30 per cento dell'energia primaria rispetto alla produzione separata di calore ed elettricità. Le unità di cogenerazione vengono spesso utilizzate per impianti singoli con esigenze relativamente piccole di potenza, specialmente nell'industria, dove il calore generato nel locale caldaia o fornito dalla rete elettrica vengono sostituiti con la propria produzione combinata. Le unità di cogenerazione possono quindi avere una quota significativa nella fornitura di vapore, acqua calda e aria calda nell'industria di trasformazione per scopi tecnologici, riscaldamento e raffreddamento nonché una grande quota nel soddisfare la domanda di energia elettrica.

La redditività di un'installazione basata su impianti di cogenerazione è condizionata dalla corretta corrispondenza del sistema alla struttura in modo da garantire il massimo utilizzo dell'energia. Affinché ciò sia possibile, è necessario determinare correttamente la potenza termica delle unità di cogenerazione relativamente alla domanda della struttura. Per ottenere la massima efficienza operativa, Hoval sviluppa scenari con diversi modelli e prepara calcoli dettagliati sugli ammortamenti basati sulle attuali condizioni economiche e del mercato dell'energia, particolarmente importanti per i potenziali investitori. Un sistema di cogenerazione progettato correttamente garantisce costi inferiori per la produzione di energia e contribuisce a ridurre le emissioni, in particolare di anidride carbonica.