POLO DELLE ENERGIE

Specializzati nell’installazione di impianti fotovoltaici, solare termico, cogenerazione, Un Mondo di Luce

Fotovoltaico

Il Consorzio Polo delle Energie installa impianti fotovoltaici chiavi in mano sia di piccole dimensioni che a livello industriale.

• Cos’è un impianto fotovoltaico e come funziona.

• Impianti isolati (stand-alone)

• Impianti connessi con una rete elettrica

• Alcune domande frequenti

• Costo per un impianto fotovoltaico da 3 KWP

• Un Mondo di Luce

   

COS'È' UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO E COME FUNZIONA

Il principio di funzionamento: la cella fotovoltaica. Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttamente la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando i cosiddetto "effetto fotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materiali conduttori opportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento molto diffuso in natura), di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Essa è generalmente di forma quadrata con superficie di circa a 100 cm2, si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di soleggiamento tipiche italiane, una corrente di 3 A (Ampère) con una tensione di 0.5 V (Volt), quindi una potenza di 1.5 W (Watt).  

I vari tipi di celle solari. A seconda dei loro processi di produzione, si distinguono i seguenti tipi di celle fotovoltaiche:

• Celle monocristalline: vengono prodotte tagliando una barra monocristallina. Il vantaggio principale é un alto rendimento (fino al 16%). Questo tipo di celle é però molto costoso a causa del complicato processo di produzione. Le celle di tipo monocristallino sono caratterizzate usualmente da un'omogenea colorazione blu.

• Celle poli(multi-)cristalline: vengono colate in blocchi e poi tagliate a dischetti. Il rendimento é minore (10¸ 12%), ma anche il prezzo. Questo tipo di celle é riconoscibile da un disegno ben distinguibile (a causa dei vari cristalli contenuti).

• Celle amorfe: vengono prodotte mediante deposizione catodica di atomi di silicio su una piastra di vetro. Questo tipo di cella ha il rendimento minore (ca. 4¸ 8%), ma si adatta anche al caso di irraggiamento diffuso (cielo coperto, ecc.). Le celle cosí prodotte sono riconoscibili da un caratteristico colore scuro, inoltre sono realizzabili in qualsiasi forma geometrica (sono realizzabili forme circolari, ottagonali, irregolari, e persino convesse).

Dalla cella fotovoltaica al sistema. La singola cella solare, di dimensioni intorno ai 10 x 10 cm, costituisce il dispositivo elementare alla base di ogni sistema fotovoltaico. Unmodulo fotovoltaicoè costituito da un insieme di celle solari collegate tra loro in modo da fornire una potenza elettrica (per modulo) mediamente compresa tra i 50 e i 100 W. Per aumentare la potenza elettrica è necessario collegare più moduli: più moduli formano un pannello e analogamente, più pannelli formano una stringa. I moduli fotovoltaici convertono l’energia luminosa in energia elettrica a corrente continua in "tempo reale", cioè la produzione di energia elettrica è contemporanea alla captazione dell’energia solare. Per questi ed altro motivi, in un impianto fotovoltaico, oltre al generatore fotovoltaico sono necessari anche altri componenti che costituiscono l’impianto fotovoltaico.

Le tipologie impiantistiche. L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, sino a renderla disponibile all’utilizzazione da parte dell’utenza.

Le tipologie impiantistiche sono essenzialmente due:

• impianti isolati (stand alone);

• impianti connessi ad una rete elettrica di distribuzione (grid–connected).

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IMPIANTI ISOLATI (stand-alone)

In questi impianti l’energia generata alimenta direttamente il carico elettrico. Quella in eccesso viene accumulata nelle batterie che la rendono disponibile nei periodi in cui il generatore fotovoltaico non è in nelle condizioni di fornirla. Questi impianti rappresentano la soluzione più idonea a soddisfare utenze isolate che possono essere convenientemente equipaggiate con apparecchi utilizzatori che funzionano in corrente continua.

Un semplice impianto fotovoltaico isolato è composto dai seguenti elementi: Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle. 2. Regolatore di carica: é un apparecchio elettronico che regola la ricarica e la scarica degli accumulatori. Uno dei suoi compiti é di interrompere la ricarica ad accumulatore pieno. 3. Accumulatori: sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essi forniscono l'energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne, per mancanza di irraggiamento solare. 4. Inverter (o convertitore): trasforma la corrente continua proveniente dai moduli e/o dagli accumulatori in corrente alternata convenzionale a 220V. Se l'apparecchio da alimentare necessita di corrente continua si può fare a meno di questo componente. 5. Utenze: apparecchi alimentati dall’impianto fotovoltaico. Spesso vengono impiegati anche degli impianti composti. Per esempio impianti fotovoltaici in combinazione con gruppi elettrogeni a motore Diesel. In questo caso l’impianto fotovoltaico fornisce la potenza base utilizzata di solito. Per consumi elevati di breve durata (o in caso si emergenza) viene inserito il gruppo elettrogeno.

Schema di un impianto isolato (stand-alone)

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IMPIANTI CONNESSI CON UNA RETE ELETTRICA

In questi impianti l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete, con la quale lavora in regime di interscambio. In quest’ultimo caso presso l’utente sono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete. Nell’ipotesi in cui le due tariffe coincidano, l’utente paga all’ente erogatore dell’energia elettrica solo la differenza tra l’energia consumata, prelevata dalla rete, e quella fornita alla rete.

Un impianto fotovoltaico a immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti:

1. Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle. 2. Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli in corrente alternata convenzionale a 220V di tensione. Questo adattatore é assolutamente necessario per il corretto funzionamento delle utenze collegate e per l'alimentazione della rete. 3. Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'energia. In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei moduli fotovoltaici la corrente viene prelevata dalla rete pubblica. In caso contrario l’energia fotovoltaica eccedente viene di nuovo immessa in rete. Inoltre esso misura la quantità di energia fornita dall'impianto fotovoltaico alla rete. 4. Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica. 5. Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto fotovoltaico.

Gli impianti fotovoltaici connessi alla rete rappresentano dal punto di vista applicativo la soluzione ideale in quanto tutta l’energia generata dall’impianto viene com

unque utilizzata: o direttamente dall’utente o immessa nella rete elettrica che costituisce quindi un sistema di accumulo infinito.La mancanza di un sistema di accumulo locale consente inoltre di ridurre sia i costi iniziali sia quelli di esercizio (le batterie di accumulo dopo un certo numero di anni devono infatti essere sostituite).

Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gli impianti fotovoltaici connessi alla rete è utile fare riferimento al grafico che ripo

rta il bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale. Le barre verticali gialle rappresentano le quote di energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico. Tale energia è proporzionale alla radiazione solare incidente e quindi segue un andamento con valori massimi nelle ore centrali della giornata. Le barre rosse invece rappresentano le quote di energia elettrica richiesta dall’utenza presa come esempio. L’andamento dei consumi elettrici, pur essendo indicativo, evidenzia comunque una richiesta di energia elettrica concentrata nelle ore serali in cui l’impianto fotovoltaico non è in grado di erogare energia.

Quando l’energia elettrica richiesta è superiore a quella che l’impianto fotovoltaico è in grado di fornire, l’utenza preleva energia dalla rete.

D’altra parte quando l’energia elettrica richiesta è inferiore a quella disponibile, e quindi si verificano degli esuberi, l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico viene immessa in rete.

Riepilogando, i vantaggi economici del progetto sono quindi costituiti dalla somma dei benefici economici del Conto Energia e dal risparmio derivante dall'auto produzione della corrente.

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ALCUNE DOMANDE FREQUENTI

Cos’è un impianto fotovoltaico? Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l’energia solare in energia elettrica. Esso è composto essenzialmente da:
- moduli o pannelli fotovoltaici;
- inverter, che trasforma la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata;
- quadri elettrici e cavi di collegamento.
I moduli sono costituiti da celle in materiale semiconduttore, il più utilizzato dei quali è il silicio cristallino. Essi rappresentano la parte attiva del sistema perché convertono la radiazione solare in energia elettrica.
Gli impianti fotovoltaici possono essere connessi alla rete elettrica di distribuzione (grid-connected) o direttamente a utenze isolate (stand-alone), tipicamente per assicurare la disponibilità di energia elettrica in zone isolate.

Che differenza c’è tra un impianto fotovoltaico ed un impianto solare termico? Entrambe le tipologie d’impianto utilizzano il sole come fonte energetica, catturandone la radiazione attraverso superfici captanti: mentre i moduli fotovoltaici trasformano direttamente la radiazione solare in energia elettrica, i pannelli solari termici utilizzano l’energia termica del sole per riscaldare l’acqua da utilizzare per uso igienico sanitario o per il riscaldamento degli ambienti.

Cosa si intende per potenza nominale dell’impianto fotovoltaico? La potenza nominale (o massima, o di picco, o di targa) dell'impianto fotovoltaico è la potenza elettrica dell'impianto determinata dalla somma delle singole potenze nominali (o massime, o di picco, o di targa) di ciascun modulo fotovoltaico facente parte del medesimo impianto, misurate alle condizioni standard (temperatura pari a 25 °C e radiazione pari a 1.000 W/m²).

Dove può essere installato un impianto fotovoltaico? I moduli fotovoltaici possono essere collocati su qualsiasi pertinenza di un immobile (tetto, facciata, terrazzo, ecc…) o sul terreno. La decisione deve essere presa in base all’esistenza sul sito d’installazione dei seguenti requisiti:
- disponibilità di spazio necessario per installare i moduli; - corretta esposizione ed inclinazione della superficie dei moduli.
Le condizioni ottimali in l’Italia sono:
- esposizione SUD (accettabile anche SUD-EST, SUD-OVEST, con ridotta perdita di produzione);
- inclinazione dei moduli compresa fra 25°(latitudini più meridionali) e 35°(latitudini più settentrionali);
- assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento.

Quanta elettricità produce un impianto fotovoltaico? La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico dipende da diversi fattori: - radiazione solare incidente sul sito d’installazione;
- orientamento ed inclinazione della superficie dei moduli;
- assenza/presenza di ombreggiamenti;

- prestazioni tecniche dei componenti dell’impianto (moduli, inverter ed altre apparecchiature).
Prendendo come riferimento un impianto da 1 kW di potenza nominale, con orientamento ed inclinazione ottimali ed assenza di ombreggiamento, non dotato di dispositivo di “inseguimento” del sole, in Italia è possibile stimare le seguenti producibilità annue massime: - regioni settentrionali 1.000 – 1.100 kWh/anno
- regioni centrali 1.200 – 1.300 kWh/anno
- regioni meridionali 1.400 – 1.500 kWh/anno
E’ opportuno sottolineare che il consumo annuo elettrico medio di una famiglia italiana è pari a circa 3.000 kWh. Sul sito http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/countries/europe/g13y_it.png è riportata la mappa della radiazione solare annuale sul territorio Italiano.

Quali sono le modalità di connessione in rete dell’impianto fotovoltaico? Lo schema di connessione dell’impianto alla rete è definito dal gestore di rete a cui l’impianto deve essere connesso. E’ necessario pertanto fare riferimento alle norme tecniche rese disponibili dal gestore di rete locale (ad es. per la rete di ENEL Distribuzione le DK 5940 per gli impianti da connettere alla rete in BT, le DK 5740 per gli impianti in MT). Inoltre è possibile consultare la norma CEI 11-20 per la connessione in rete degli impianti di produzione collegati alle reti BT e MT.

Quanto costa un impianto fotovoltaico ed a quanto ammontano i costi di manutenzione? Valori orientativi di costo dell'impianto vanno da 7.000 €/kWp per gli impianti di piccola taglia a poco meno di 5.000 €/kWp per impianti di grosse dimensioni. Il costo annuo di manutenzione è abbastanza contenuto: normalmente è stimato in circa l'1–1.5% del costo dell'impianto.

Quanto tempo può durare un impianto fotovoltaico? Nelle analisi tecniche ed economiche si usa fare riferimento ad una vita utile complessiva di 20-25 anni. In particolare, i moduli, che rappresentano i componenti economicamente più rilevanti, hanno in generale una durata di vita garantita dai produttori oltre i 20 anni.

A chi va inoltrata la richiesta di connessione alla rete di un impianto fotovoltaico? Il soggetto responsabile che intende realizzare l’impianto fotovoltaico inoltra al gestore di rete locale richiesta di connessione alla rete (a seconda dell’ubicazione degli impianti Enel Distribuzione, ACEA, AEM, AEM Torino, ecc.). Per quanto riguarda gli impianti da collegare alla rete di Enel Distribuzione, le informazioni per la domanda di connessione e scambio possono essere reperite al seguente indirizzo web: http://www.enel.it/sportello_online/elettricita/sicurezzarisparmio/efficienza/fotovoltaico/

Come si può valutare la produzione annua attesa di energia elettrica? La valutazione può essere effettuata a partire dai dati di insolazione del territorio italiano su superficie orizzontale riportati nella Norma UNI 10349: “Riscaldamento e Raffrescamento degli edifici. Dati climatici”. I suddetti dati debbono essere corretti in relazione all’effettiva esposizione ed inclinazione del campo fotovoltaico e trasformati in producibilità annua sulla base del rendimento dell’impianto. Esistono specifici software che permettono di eseguire tale calcolo. Valori indicativi della produzione annua attesa sono compresi, per ogni kW di potenza installata, fra 1.000 kWh nelle regioni settentrionali e 1.500 kWh in quelle meridionali.

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COSTO PER UN IMPIANTO DA 3KWP

Fornitura materiale: n. 12 pannelli fotovoltaici in silicio policristallino da 230Wp + n. inverter + n. 1 Kit struttura.

Garanzia dei pannelli:25 anni

Costo totale:17.000/19.000 euro (Iva al 10% esclusa)

Produzione annua di un impianto fotovoltaico da 3 KWp:3 x 1.150 = 3.450 kwh

Ricavi annui:3.450 kwh x 0,49 euro/kwh = 1.690 euro/anno

Risparmio sulla bolletta Enel:3450 x 0,18 euro kwh = euro/anno

Guadagno totale di un anno:1690 euro + 621 euro = 2.311 euro / anno

Tempo di ammortamento dell’impianto:19.000 : 2311 = 8 anni

N.B. Dopo 20 anni un impianto fotovoltaico da 3 kwp porterà a un guadagno netto di 27.000 euro(esenti tasse). Ma non solo: l’impianto continuerà a fornirci l’energia elettrica gratuita per tutta la vita dell’impianto, oltre 40 anni, e con il trascorrere degli anni la tariffa dell’Enel e del gas tenderanno sempre più ad aumentare. Se poi al nostro impianto fotovoltaico aggiungiamo una pompa di calore geotermica e un impianto radiante a pavimento ecco che riusciremo a scaldare la nostra casa d’inverno e a rinfrescarla d’estate praticamente a costo zero.

Copertura assicurativa: L’impianto può essere fornito di copertura assicurativa completa contro i danni diretti (fulmine, incendio, furto, grandine) e indiretti (fermo impianti per danni da mancata produzione).

Finanziamenti convenzionati: Inoltre il finanziamento dell’impianto può essere parziale o totale, con rate previste in modo tale che basta il contributo del “Conto energia” per ripagare il valore della rata mensile.

Solare Termico

 

 

Il Consorzio Polo delle Energie progetta, installa e collauda impianti solare termici Klimeko, una delle aziende più importanti e affidabili del mercato e realizza preventivi e sopralluoghi gratuiti e senza impegno.

Un impianto solare termico è composto sempre almeno dalle seguenti unità:

1 o più collettoriche cedono il calore del sole al fluido; ne esistono di vari tipi, dalla semplice lastra di rame percorsa da una serpentina e pitturata di vernice nera, al pannello selettivo trattato con biossido di titanio (TINOX) all'assorbitore sottovuoto. Nei primi due casi l'assorbitore è protetto da un vetro temperato, che può essere prismatico; 1 serbatoiodi accumulo dell'acqua.

Esistono due tipi di impianti:

1)a circolazione naturale: in questo tipo il fluido è l'acqua stessa che riscaldandosi sale per convezione in un serbatoio di accumulo (boiler), che deve essere posto più in alto del pannello, dal quale viene distribuito alle utenze domestiche; il circuito è aperto, in quanto l'acqua che viene consumata viene sostituita dall'afflusso esterno. Questo impianto ha per pregio la semplicità ma è caratterizzato da una elevata dispersione termica, a scapito della efficienza.

2)a circolazione forzata: un circuito composto dal pannello, una serpentina posta all'interno del boiler ed i tubi di raccordo. Una pompa, detta circolatore, permette la cessione del calore raccolto dal fluido, in questo caso glicole propilenico, simile al glicole etilenico (il liquido usato per i radiatori delle automobili), alla serpentina posta all'interno del boiler. Il circuito è notevolmente più complesso, dovendo prevedere un vaso di espansione, un controllo di temperatura ed altri componenti, ed ha un consumo elettrico dovuto alla pompa e alla centralina di controllo, ma ha una efficienza termica ben più elevata,visto che il boiler è posto all'interno e quindi meno soggetto a dispersione termica durante la notte o le condizioni climatiche avverse.

Cogenerazione

Col termine cogenerazionesi 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.

Un esempio

Un esempio è dato dal funzionamento di un'automobile, la potenza prelevata dall'albero motore è usata per la trazione e la produzione di elettricità, il calore sottratto ai cilindri per il riscaldamento dell'abitacolo e la pressione dei gas di scarico per muovere la turbina di sovralimentazione. Lo sfruttamento di calore e pressione non comporta un aumento dei consumi poiché sono scartidel processo di conversione da energia chimica ad energia meccanica attuato dal motore.

Il loro sfruttamento consente a parità di energia primaria immessa (il combustibile) una maggiore quantità di energia secondaria prodotta (movimento, calore). Un sistema che opera la cogenerazione è detto co-generatore.

Uno dei primi esempi di diffusione della cogenerazione su piccola scala in Italia è stato il TOTEM realizzato nel 1973 dall'ing. Palazzetti, del centro ricerche FIAT.

Impieghi della cogenerazione

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, 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).

Un particolare campo dei sistemi di cogenerazione è quello della trigenerazione.

Definizione di efficienza

L'efficienza può essere espressa in diversi modi, che non sempre portano ad un corretto confronto tra i vari impianti. Si illustrano allora le definizioni adottate dall'Environmental Protection Agency (EPA).

L'efficienza di un processo semplice è il rapporto tra energia conservata, al termine del processo, ed energia immessa.

Dato che i sistemi di cogenerazione producono sia elettricità, sia calore, la loro efficienza totale è data dalla somma dell'efficienza elettrica e dell'efficienza termica. Per esempio un impianto che utilizza 100 MWh di metano per produrre 40 MWh elettrici e 40 MWh termici ha un'efficienza elettrica e termica del 40% ed un'efficienza globale dell'80%.

L'EPA usa preferibilmente un'altra definizione di efficienza nota come «efficacia nell'utilizzazione di combustibile», rapporto tra l'uscita elettrica netta ed il consumo di combustibile netto (che non tiene conto del combustibile usato per produrre energia termica utilizzabile, calcolato assumendo un'efficienza specifica della caldaia dell'80%). Il reciproco di questo rapporto è la quantità netta di calore.

Esistono anche altri indici di valutazione delle prestazioni di un impianto cogenerativo: il primo tra tutti è il cosiddetto IRE, indice di risparmio energetico. Tale indice è definito come il rapporto tra la differenza di potenze introdotte negli impianti singoli per la produzione di energia elettrica e termica separatamente, meno quella introdotta nell'impianto cogenerativo, fratto la potenza introdotta negli impianti separati essendo questa potenza valutata in termini di combustibile a parità di potenza elettrica e termica prodotta dai rispettivi impianti. Tale indice da l'idea di quanta energia possa essere risparmiata con tali impianti; è possibile tramite semplici calcoli analitici dimostrare che tale indice è dipendente dai rendimenti di riferimento dei singoli impianti definiti questi ultimi come i rapporti rispettivi tra la potenza elettrica su potenza introdotta e potenza termica su potenza introdotta.

Altri indici importanti sono l'indice elettrico definito come il rapporto tra la potenza elettrica prodotta e la potenza introdotta nell'impianto cogenerativo, il coefficiente di utilizzo inteso come somma dei rapporti tra la potenza elettrica e la potenza introdotta e la potenza termica e quella introdotta.

Tutti questi coefficienti sono però relativi ad un determinato istante intervenendo in essi le potenze, e per questo tali indici sono utili a determinare i valori di targa dell'impianto vale a dire i valori di massime prestazioni di impianto.

Molto spesso conviene riferirsi ad un periodo di tempo finito e valutare gli indici in tale periodo: ciò equivale a valutare gli indici in termini di rapporti energetici più che di potenze, tali valutazioni sono importanti perché permettono di stabilire dove è più conveniente realizzare un dato progetto di impianto cogenerativo, in funzione dei consumi energetici che in tali zone si ottengono.

Infine, l'indice di risparmio economico che è definito come il rapporto tra i costi che si avrebbero comprando energia dall'esterno meno i costi che si hanno comprando combustibile per alimentare l'impianto cogenerativo che si vuole costruire e che produce un'uguale quantità di energia che si vuol comprare, fratto il costo dell'energia che si vuol comprare. Tale indice permette di valutare la convenienza economica che un simile progetto comporta, naturalmente una corretta e completa valutazione economica implica un calcolo di spese per il mantenimento dell'impianto e relativi investimenti.

L’efficienza energetica della cogenerazione

La cogenerazione è una tecnologia che consente di incrementare l'efficienza energetica complessiva di un sistema di conversione di energia. Ma per spiegarne il motivo occorre analizzare i rendimenti.

Il coefficiente di rendimento è caratteristico per ogni tipo di motore e rappresenta il rapporto tra la resa energetica che ne deriva ed il combustibile introdotto. Nel motore di una automobile indica il rapporto tra i chilometri percorsi e la quantità di idrocarburi introdotti; nei grandi motori per la produzione di energia elettrica il coefficiente indica il rapporto tra chilowattora prodotti e il combustibile consumato.

Questi rapporti sono caratteristici per ogni tipo di motore. Ad esempio i motori di auto a benzina presentano rendimenti che oscillano tra il 20 ed il 30 per cento; auto con motori diesel tra il 25 ed il 35 per cento, il restante diventa calore disperso.

I grandi motori hanno un'efficienza maggiore e, pur generalizzando molto, si può affermare che per i motori termoelettrici, il coefficiente di rendimento è discretamente alto e può raggiungere un 55%. Ma il medesimo motore quando produce in cogenerazione presenta coefficienti che raggiungono l'85%, perché il potere calorifero del combustibile è utilizzato al meglio, con un'effettiva ottimizzazione dei processi.

Naturalmente gli investimenti per adattare i motori di una centrale termoelettrica alla cogenerazione sono notevoli, ma qualora sia possibile creare una rete di teleriscaldamento, i risultati sono sempre vantaggiosi. Va considerato infatti il periodo di utilizzo di queste macchine, che arriva anche a 30-40 anni.

Tipologie di impianti cogenerativi

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.

In presenza di turbovapore si ottiene un ciclo combinato in cui la dispersione energetica è minima e consiste in maggior parte nel calore immesso in atmosfera dai fumi in uscita dalla caldaia a recupero.

Per quanto riguarda il fluido evolvente esso, questo è solitamente l'acqua che, in molti casi, raggiunge lo stato di vapore surriscaldato, ma in altri può raggiungere temperature non sufficientemente alte. Per questo motivo vi sarà bisogno di scambiatori di calore intermedi per aumentarne la temperatura.

Più raramente il fluido evolvente è l'aria che presenta però il difetto di avere un coefficiente di scambio termico convettivo troppo basso e quindi sono richieste superfici di scambio termico ben più elevate.

Per quanto riguarda i motori a combustione interna, generalmente solo il 33% dell'energia totale disponibile viene trasformata in energia meccanica, il resto in parte perduta a causa dell'irreversibilità presenti nel motore pari ad un altro 33% dell'energia totale ed infine l'ultimo 33% viene emessa nell'ambiente esterno sotto forma di energia termica che va in definitiva perduta.

Per recuperare tale 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.

Infine, fluidi evolventi particolarmente usati sono gli olii diatermici derivati dal petrolio, che hanno la caratteristica di mantenersi liquidi a pressione atmosferica fino a temperature di 300 °C, ed hanno un punto di solidificazione molto inferiore rispetto all'acqua, cosa che impedisce che gelino nelle condotte.

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UN MONDO DI LUCE

Le  Società ESCO, nel caso di specie la Beghelli Esco, hanno la scopo di progettare, realizzare, diffondere e finanziare  quei servizi e prodotti di alta tecnologia per l’efficienza energetica che possono ridurre le emissioni di anidride carbonica, ritenuta responsabile degli effetti distorsivi e devastanti sull’atmosfera. Questi obiettivi costituiscono la mission del Progetto Green Light. al quale aderisce la Beghelli ESCO, un grande e affidabile marchio italiano, che ha ideato e offre al mercato “Un mondo di luce a costo zero”. In sintesi la Beghelli Spa e di fatto il nostro Beghelli Point di Bologna, mette a disposizione delle Aziende, delle Amministrazioni Pubbliche, degli Enti Locali un servizio unico e di notevole efficienza, che assicura un risparmio di  energia elettrica di oltre il 70% grazie ad un reattore elettronico di classe A1 e ad una  fotocellula che adegua la potenza elettrica alla luce esterna. Il Cliente, Azienda o Ufficio, senza alcun costo, oggi può così “rottamare” il proprio attuale impianto di illuminazione, sostituendolo con un nuovo impianto a risparmio energetico.  Oltre ai vantaggi del “nuovo” il Cliente godrà di servizi come il controllo dell’impianto via web, la manutenzione gratuita per 7 anni ed, ovviamente un immediato risparmio sulla bolletta. Tutto ciò SOLO con l’impegno di corrispondere parte del risparmio così ottenuto alla Beghelli divisione Esco, promotrice del progetto, fino alla concorrenza dell’investimento.

Il Servizio “Un mondo di luce a costo Zero” che può visionare direttamente sul sito www.unmondodiluce.it per una conoscenza più approfondita, è unico ed esclusivo oggi in Italia. Il nostro Beghelli Point Le consente di proporlo e farlo utilizzare al suo Ente con la duplice soddisfazione di aver contribuito a migliorare la qualità della vita e dell’ambiente, e facendo una preziosa economia di bilancio per la sua Azienda.

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