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Storia di un caso: Cogenerazione e trigenerazione
Le centrali termiche, alimentate a gas, a carbone o con energia nucleare – utilizzano il calore per generare elettricità.
Le centrali termoelettriche,però, sono solitamente distanti dagli utenti,
pertanto molto di questo calore viene sprecato, o nelle torri di raffreddamento o,
nel caso di molte centrali elettriche nucleari, nel mare.
L’idea di recuperare il calore sprecato tramite il “teleriscaldamento” non è nuova.
Centomila edifici a New York sono riscaldati grazie alla locale centrale termoelettrica della Con Edison.
Il teleriscaldamento è diffuso anche nell’Est Europa. 0:00:39.100,0:00:42.000 Il principio secondo il quale si fornisce sia calore che elettricità da un unico impianto
si chiama “cogenerazione” o “sistema combinato di calore ed elettricità”.
Tali sistemi sono in grado di aumentare potenzialmente l'efficienza della centrale elettrica dal 40- 50% ... 0:00:52.100,0:00:59.000 fino al 60-80%. Questo significa una notevole riduzione dello spreco del valore energetico del carburante.
Nel corso del tempo ci sono periodi in cui non c'è richiesta di calore
- soprattutto nei paesi caldi.
La risposta a tale situazione è la “trigenerazione” o “poligenerazione”. Il terzo output è il teleraffreddamento.
La centrale nucleare utilizza il calore per alimentare refrigeratori ad assorbimento,
che funzionano con un processo di refrigerazione opposto a quello compressione usato nella maggior parte degli impianti e dei refrigeratori ad aria condizionata.
Si possono avere ulteriori benefici energetici usando risorse di carburante rinnovabili
invece del carbon fossile. Le fonti di carburante rinnovabili per una centrale termoelettrica
possono essere il biogas, la biomassa, l’energia solare o geotermica.
Storia di un caso
Al centro di un’area di 84 ettari si trova l’Energy Park
un complesso di tri-generazione che fornisce quasi i due terzi del fabbisogno di energia
degli appartamenti del complesso.
Ciascun appartamento è collegato a una rete di fornitura di acqua calda per il riscaldamento a pavimento
in inverno e di acqua fredda per il raffredamento in estate.
Tutte le fonti energetiche sono rinnovabili. Forse la più innovativa fra queste è l’energia geotermica.
Adesso ci troviamo in una centrale elettrica dove tutta l’energia viene concentrata e distribuita quasi completamente.
Qui, alla mia sinistra, c’è il terminale delle sonde geotermiche.
Queste provengono dal campo geotermico, dove abbiamo più di 200 sonde
che raccolgono energia da una profondità di oltre 150 metri.
Arrivano qui attraverso quei fori che possiamo vedere nella parete esterna.
Poi, attraverso scambiatori di calore, le sonde conducono il calore nell’impianto.
Questo ci consente di produrre un’alta proporzione di energia da fonti rinnovabili.
L'energia geotermica, molto semplicemente, è utile perché grazie ad essa si può recuperare calore. Questo è il vantaggio maggiore.
Facciamo un esempio. Un ascensore porta le persone dal piano terra al sesto piano.
Con un sistema tradizionale, si sale al piano terra, si accende il motore dell’ascensore
e l’ascensore funziona fino al sesto piano.
Con l’energia geotermica, è come se il motore fosse acceso dal primo al secondo piano.
Usiamo meno elettricità. Usiamo l’energia del calore che proviene dal terreno.
Il terreno è come un serbatoio. In inverno possiamo recuperare il calore a 18-20 gradi.
La temperatura della pompa di calore sale da 20 a 30-35 gradi per la distribuzione.
E’ un salto di 15 gradi.
Se non recuperiamo questo calore dal terreno, dovremmo alzare la temperatura
da zero a 35 gradi, cosa più impegnativa, e dovremmo pagare per farlo.
E questo è il grande vantaggio dell’energia geotermica. Essa utilizza il calore che altrimenti
non verrebbe usato e quindi verrebbe sprecato.
Per generare elettricità, si utilizzano generatori diesel, alimentati con olio vegetale.
Anche il calore sprecato dai motori diesel è recuperato.
Questi motori sono alimentati con olio vegetale. Olio di Jatropha.
In effetti, possiamo produrre allo stesso tempo elettricità ed energia termica.
I vantaggi sono notevoli! Nel momento in cui generiamo elettricità, produciamo
sufficiente calore in eccesso che ci permette di fornire acqua calda agli appartamenti.
Se non fosse così, tutta questa energia verrebbe buttata via, dissipata nell’atmosfera.
E quindi aumenteremmo l’inquinamento dell’aria, invece di utilizzare l’energia
per produrre acqua calda per uso domestico.
Dal liquido refrigerante, necessario al funzionamento del motore, recuperiamo il calore
e inoltre abbiamo anche installato l’attrezzatura che recupera il calore dai gas di scarico.
I gas di scarico fuoriescono da questo cogeneratore a 400, 500, 600 gradi.
Li passiamo attraverso un modulo scambiatore di calore. L’acqua fredda scorre
e i gas riscaldano l’acqua. Poi il gas refrigerato va nell’atmosfera.
Praticamente, passiamo i gas attraverso un convertitore catalitico
che trasforma il refrigerante NX in urea e acqua, filtrando ed eliminando particelle e inquinanti.
Per questo progetto abbiamo pensato all’energia, all’ambiente e al rumore.
L’intero sistema di scarico è contenuto in una camera insonorizzata, in modo da assicurare
la più elevata performance ambientale e acustica, dal momento che ci sono
edifici residenziali qui sopra ed è necessario garantire il benessere delle persone che ci vivono.
Dobbiamo assicurare che gli edifici non siano inquinati da rumore o fumi, ma allo
stesso tempo vogliamo che i residenti beneficino dell’energia che deriva da questi sistemi.
Combinati con l’energia geotermica e biodiesel ci sono i pannelli fotovoltaici.
La costruzione degli stessi appartamenti è altamente efficace dal punto di vista energetico.
L’energy park produce approssimativamente 6,5 mila megawatt ora per anno
da fonti rinnovabili e, allo stesso tempo, riduce le emissioni di CO2 sviluppate
dalle abitazioni del 70%, se confrontato con la generazione tradizionale di energia.