Questo post è per tutti coloro che si sono mai chiesti che cosa è un impianto di cogenerazione o come funziona.
Noto anche come cogenerazione (cogenerazione), il termine cogenerazione descrive la generazione simultanea di energia elettrica e calore utilizzabile da una singola fonte di energia primaria, spesso gas naturale o biocarburanti.,
Esistono diverse definizioni dei sistemi di cogenerazione, ma nel complesso il termine si applica quando una singola fonte di combustibile produce due o più forme di energia. La cogenerazione è anche talvolta chiamata energia riciclata.
Come funziona un impianto di cogenerazione?
Quando una centrale elettrica genera elettricità, produce calore. Se la pianta rilascia quel calore nell’ambiente come scarico, rappresenta un enorme spreco di energia. La maggior parte di quel calore può essere catturato e utilizzato per altri scopi. Quando si verifica il riutilizzo del calore, la centrale funziona come un sistema di cogenerazione.,
Il processo di cogenerazione può aumentare l’efficienza energetica complessiva, con sistemi tipici che vanno dal 65 al 90 per cento. Le imprese che utilizzano la cogenerazione possono ridurre i costi operativi e aumentare la propria autosufficienza riducendo al contempo le emissioni di gas serra e gli inquinanti.
La storia dietro CHP
Il concetto di cogenerazione non è nuovo., L’Europa e gli Stati Uniti hanno entrambi usato forme di COGENERAZIONE già dal 1880 al 1890. Durante quegli anni, molte industrie utilizzavano le proprie centrali elettriche a carbone per generare l’elettricità che alimentava i loro mulini, fabbriche o miniere.
Il vapore prodotto come sottoprodotto veniva utilizzato come energia termica per vari processi industriali o per riscaldare lo spazio.
Thomas Edison progettò e costruì la prima centrale elettrica commerciale negli Stati Uniti nel 1882 e si trattava di un impianto di cogenerazione., Il sottoprodotto termico della Pearl Street Station di Edison a New York era distribuito come vapore ai produttori locali e riscaldava anche gli edifici vicini.
L’ascesa e la caduta dell’uso della cogenerazione
Nei primi anni del 1900, i sistemi di cogenerazione producevano circa il 58% della potenza elettrica totale in loco generata negli impianti industriali negli Stati Uniti.Tale percentuale è crollata a solo il 5% da 1974, secondo “Cogeneration: Technologies, Optimization, and Implementation”, a cura di Christos A. Frangopoulos.
C’erano molte ragioni per quel forte declino.,
L’elettricità proveniente dalle reti elettriche centrali è diventata più affidabile e più economica da acquistare e il carburante, come il gas naturale, è diventato disponibile a basso costo, rendendo meno desiderabili le centrali elettriche a carbone in loco di proprietà privata. Inoltre, il governo ha aumentato il numero e la portata dei regolamenti e delle restrizioni riguardanti la produzione di energia elettrica.
Tuttavia, quando i costi del carburante sono saliti alle stelle nel 1973 e la consapevolezza degli effetti nocivi dell’inquinamento è cresciuta, la cogenerazione è diventata di nuovo molto rilevante.
Perché usare la cogenerazione?
L’utilizzo della cogenerazione presenta diversi vantaggi., I motivi principali per utilizzare la cogenerazione sono risparmiare energia e costi riducendo il consumo di carburante. Ad esempio, nel Regno Unito, gli utenti esistenti di cogenerazione risparmiano il 20% dei loro costi energetici.
Con la cogenerazione, quando l’energia del combustibile viene convertita in energia meccanica o elettrica, la maggior parte del calore che viene rilasciato non viene sprecato. È necessario meno carburante per generare la stessa quantità di lavoro utile che una centrale elettrica convenzionale produrrebbe.,
La riduzione dell’uso di carburante ha diversi vantaggi, tra cui:
- Minori costi del carburante
- Minori esigenze di stoccaggio e trasporto del carburante
- Emissioni ridotte – La cogenerazione è uno dei modi più convenienti per ridurre le emissioni di carbonio
- Minore usura dei macchinari a causa della ridotta esposizione agli inquinanti
Un altro
La cogenerazione è considerata un alimentatore sicuro poiché fornisce energia autonoma che non dipende da una rete elettrica municipale., Un’azienda che utilizza la cogenerazione può operare off-grid o facilmente integrare per soddisfare un aumento delle richieste di energia.
L’esperienza di ingegneria della cogenerazione di Vista spazia da progetti di cogenerazione “micro” in grado di generare tra 5-10 MW di potenza a impianti di cogenerazione molto più grandi.
Cos’è un impianto di cogenerazione: Gli elementi di base
Al livello più elementare, un tipico impianto di cogenerazione dispone di un generatore di energia elettrica e di un sistema di recupero del calore.,
Ecco alcuni elementi di base di una configurazione di cogenerazione:
- Prime movers: converte il carburante in calore ed energia elettrica che può essere utilizzata per generare energia meccanica. Esempi di prime movers includono turbine a gas e motori a pistoni
- generatore Elettrico: Converte l’energia meccanica in energia elettrica
- sistema di recupero di Calore: Cattura il calore dal motore primo
- scambiatore di Calore: Fa in modo che il calore catturato utilizzo
Cosa Combustibili Utilizzati negli Impianti di Cogenerazione?,
Una varietà di combustibili può essere utilizzato in impianti di cogenerazione, tra cui:
- gas naturale
- diesel
- benzina
- carbone
- biocarburanti
L’uso di biocarburanti in cogenerazione in genere include risorse rinnovabili, come i rifiuti gas da discariche di rifiuti solidi e dall’agricoltura.,
Due grandi tipi di sistemi di cogenerazione
- Impianti a ciclo di topping: un sistema a ciclo di topping inizia con la generazione di elettricità
- Impianti a ciclo di Bottoming: la generazione di calore è la prima — il calore di scarto produce vapore che viene poi utilizzato per generare elettricità
Impianti a ciclo di bottoming si trovano in Sono meno comuni delle piante a ciclo di topping in parte perché è più facile vendere l’elettricità in eccesso.
Chi può utilizzare la cogenerazione?
Il settore industriale ha un enorme bisogno di calore ed elettricità., Alcune industrie utilizzano principalmente il calore, come i produttori di metalli, mentre alcuni usano principalmente l’elettricità. Altre industrie richiedono sia calore che elettricità in rapporti variabili.
Ogni scenario può beneficiare di un sistema di energia riciclata. Una fabbrica che richiede più elettricità del calore può vendere il calore a un’utilità e l’elettricità in eccesso può essere venduta allo stesso modo.
Gli impianti di cogenerazione hanno tre categorie di dimensioni:
- Piccolo: Molti piccoli impianti di cogenerazione negli Stati Uniti e in Canada sono gestiti da militari, università e società non-utility., Ciò che condividono sono le elevate esigenze di utilizzo dell’energia, nonché la necessità impellente di fonti di energia affidabili e autosufficienti. Un articolo di Scientific American cita una società di reti informatiche che risparmia circa 300.000 dollari l’anno in costi energetici grazie al suo uso di cogenerazione.
- Medium: Cresce il mercato dei sistemi di cogenerazione di media scala. La scala media è definita come unità che generano da 50 a 500 kW di potenza, secondo” Cogeneration: A User’s Guide”, di David Flin. I settori che richiedono elevati carichi di calore ed energia, come ospedali e alberghi, rientrano in questa categoria.,
- Grandi impianti di cogenerazione esistono in settori ad alta intensità energetica, come le raffinerie di petrolio e gli impianti di trasformazione alimentare. Questi possono produrre 500 kW o più di energia.
Vista Projects vanta una vasta esperienza nella progettazione e ottimizzazione di sistemi di cogenerazione di calore ed energia in vari settori e settori.
Quando si applicano le giuste condizioni, ha senso usare la cogenerazione. È un modo affidabile ed efficiente per fornire energia in loco vantaggiosa dal punto di vista economico e ambientale.