FONDAZIONE INTERNAZIONALE TRIESTE
PER IL PROGRESSO E LA LIBERTÀ
DELLE SCIENZE
Efficienza e risparmio energetico
Rodolfo Taccani
docente di Impiego industriale dell’energia
Energy System Laboratory
Dipartimento di Ingegneria meccanica e
navale
Università di Trieste
14.04.11 – Trieste
Contenuti

Impianti di congenerazione

Audit energetico

Solare termico

Conclusioni
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Cogenerazione
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Vantaggi della cogenerazione
In un impianto termoelettrico di tipo tradizionale la quantità di energia
consumata in ingresso viene mediamente così ripartita:
•40% Energia Elettrica;
•50% Perdite al condensatore;
•10% Perdite alla caldaia;
In definitiva il rendimento, omeglio l’efficienza, è pari al 40%.
In un impianto di cogenerazione invece il calore destinato agli scambiatori
viene recuperato ed immesso in rete, sottoforma di fluido caldo. La
ripartizione dell’energia in ingresso diventa pertanto:
•35% Energia Elettrica;
•55% Acqua Calda;
•10% Perdite alla caldaia;
Mediamente si ha quindi un rendimento di impianto pari al 90%
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Generazione distribuita (GD)
La GD comprende una vasta casistica di applicazioni ma tutte hanno in
comune due principali caratteristiche:
• l’energia elettrica prodotta viene immessa nella rete di media o di bassa
tensione;
• l’energia elettrica è generata in vicinanza dell’utenza.
Le due tipologie di GD più importanti riguardano:
1. La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili (eolico,
solare,biomasse, geotermico,…);
2. La produzione combinata di energia elettrica e calore da combustibili fossili
(quasi esclusivamente gas naturale) in motori di taglia medio piccola (microcogenerazione).
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Ulteriori vantaggi della GD





aumento dell’efficienza di utilizzo delle fonti primarie e
conseguenti vantaggi ambientali (rendimenti complessivi
del 70÷90%);
riduzione dei flussi elettrici sulle reti di trasporto e
distribuzione (le perdite di rete si aggirano intorno al 7% in
Italia e le reti di distribuzione lavorano a pieno carico);
miglioramento dell’affidabilità della fornitura in termini di
continuità e power quality (protezione da interruzioni e
cali di tensione);
aumento della stabilità per le reti congestionate;
maggiore sicurezza relativamente a black out.
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Tecnologie per la cogenerazione
Motori alternativi
• comb. interna
• Stirling
Turbine a gas
Microturbine a gas
Gruppi a ciclo Rankine
Celle a comb. (FC)
Cicli combinati
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Impianto cogenerativo con MCI
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Esempi di microcogeneratori
Micro-motori a combustione interna
EC Power
9kWe –17kWt
ecopower
4.7kWe;12.7kWt
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Microturbine a gas
Generator
Cooling Fins
Exhaust
Outlet
Recuperator
Combustion
Chamber
Air Bearings
Compressor
Generator
Turbine
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Impianti trigenerativi
Ciclo frigo
convenzionale
Compressione
termica
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Esempio di impianto trigenerativo
Torre evaporativa
Microturbine
(2x65kW)
Assorbitore
Quadro di
controllo
Compressore
gas
Skid “caldo”
Skid “freddo”
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Conclusioni cogenerazione
La cogenerazione è una risposta razionale alla domanda di
efficienza energetica;
È possibile ottenere importanti benefici energetici - ambientali
anche utilizzando sistemi cogenerativi alimentati a gas;
I benefici ambientali sono ancora più evidenti realizzando
sistemi cogenerativi alimentati con RES (biomasse, solare,..);
Condizione essenziale per ottenere effettivamente i benefici
attesi è che la maggior parte possibile del calore cogenerato
sia impiegata utilmente;
I piccoli impianti ed i sistemi tri-generativi sono avvantaggiati.
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Soluzioni avanzate:
strumenti a supporto delle decisioni
Ipotesi di cogenerazione distribuita
con mTG, integrata con micro-reti
di teleriscaldamento, per il centro
storicolibrary
di Pordenone
3) multi-media
4
3
Fuel TG
2
Psel
Pbuy
TG 1
Pel
Pdem
electric grid
connection
ENERGY
USER
TG 2
6
Qcog
TG 3
Qdem
Pel
Boiler
TG 4
QICE
5
Fuel Engine
100 m
node
k
Qw-k
Qk-w
Fuel boiler
1
k
Qtot
Cogeneration
ENGINE
Qk-v
node
v
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Qv-k
node
z
14
node
w
Sistemi di cogenerazione distribuita e
teleriscaldamento
case b
case a
563 kW
1
281 m
1
5
5
Configurazioni
ottimali al variare
delle condizioni
economiche al
contorno:
TG
ICE
281 m
47 m
100 kW
440 kW
47 m
6
6
302 m
348 kW
665 m
665 m
302 m
2
2
112 m
112 m
134 kW
3
249 m
3
4
case c
a+c) vita utile
delle macchine e
della rete stimate
di 13/26 anni;
4
case d
281 m
1
249 m
5
281 m
1
TG
TG
5
TG
TG
47 m
47 m
100 kW
6
100 kW
6
302 m
b) di 4,5/9 anni;
302 m
665 m
665 m
2
c) di 8/16 anni;
2
TG
112 m
142 kW
TG
3
TG
TG
249 m
4
TG
112 m
TG
293 kW
3
TG
249 m
TG
270 kW
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Risparmi variabili
tra 1 – 8%.
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Problemi della cogenerazione

procedure per arrivare all’autorizzazione dell’officina
elettrica;

sovrapposizione fra i dispositivi di interfaccia richiesti
dalla nostra normativa con quelli installati dal costruttore;

semplificazione di tutti i vincoli per l’esercizio e la
manutenzione;

semplificazione di letture e documentazione anche in
rapporto ai nuovi contatori.
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Contenuti

Impianti di congenerazione

Audit energetico

Solare termico

Conclusioni
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Audit energetico


Audit energetico o Energy Audit o diagnosi energetica è una
valutazione sistematica, documentata e periodica dell' efficienza
dell'organizzazione del sistema di gestione del risparmio energetico.
Si basa sul raccogliere e analizzare tutti i dati provenienti
dall'utilizzo energetico dei vari utilizzatori; tali dati (che
successivamente verranno analizzati per studiare il consumo
specifico) possono essere reperiti principalmente nelle fatture o
nelle bollette. Le misurazioni sono effettuate basandosi su precisi
criteri economici. Le migliori misurazioni effettuate, vanno
successivamente a far parte del “Piano di Azione” (Action Plan), dal
quale poi nascerà un report per l'Energy Audit che raccoglie tutte le
misure e tutti i parametri necessari per prendere una decisione.
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Obiettivi Audit Energetico





definire il bilancio energetico dell’edificio /
industria
individuare gli interventi di riqualificazione
tecnologica
valutare per ciascun intervento le opportunità
tecniche ed economiche
migliorare le condizioni di comfort e di sicurezza
ridurre le spese di gestione
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Caso di studio
Audit energetico di un’importante azienda nel
FVG

Finished Products Warehouse
Finished Products Warehouse
250
200
…prima
200
180
160
…dopo
Power [kW]
Power [kW]
140
150
100
120
100
80
60
50
40
20
0
0
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
Time
Time
Risparmio annuale del 14% (su una bolletta di circa
700,000 €/anno!)
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22.00
Contenuti

Impianti di congenerazione

Audit energetico

Solare termico

Conclusioni
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Solare termico
[ESTTP]
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Conclusioni
 Informazione

Cogenerazione
–

Necessità di definire un chiaro quadro normativo
Audit energetico
–

/ Formazione !
Iniziare con la razionalizzazione energetica degli enti pubblici! e
delle grandi aziende
Solare termico
–
Interessanti prospettive per l’integrazione termica dei processi
industriali
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Grazie!
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