Micro-cogenerazione


Consiste in un motore a combustione interna utilizzato in un edificio per produrre contemporaneamente elettricità e calore.
Il principio è esattamente quello del riscaldamento dell' automobile, che brucia combustibile per muoversi, caricare la batteria e riscaldare l'abitacolo. E' la generazione contemporanea (Cogenerazione) di energia elettrica e calore. Il principio su cui si basa la cogenerazione è quello di recuperare il calore generato durante la produzione di energia elettrica, altrimenti disperso nell'ambiente, e riutilizzarlo per produrre energia termica.
Serve per produce energia elettrica più economica di quella che si acquista dalla rete, sfruttando il naturale riscaldamento del motore per sostituire o integrare la caldaia di casa. E' nata per aumentare l'efficienza nella produzione di energia elettrica, riducendo gli sprechi sotto forma di calore.La micro-cogenerazione richiede il 30-40% di combustibile in meno rispetto alla generazione separata di energia elettrica e termica, a parità di output prodotto.
Il motore, in genere alimentato a metano, fornisce energia meccanica ad un generatore, che la trasforma in energia elettrica. Il calore di scarto, anzichè essere disperso nell'ambiente nei fumi di scarico, viene recuperato ed utilizzato per soddisfare un'utenza termica a bassa temperatura.

• uno scambiatore aria-acqua per recuperare il calore dei fumi di scarico (parte più consistente)
• uno scambiatore acqua-acqua per recuperare il calore del liquido di raffreddamento del motore
• uno scambiatore olio-acqua per recuperare il calore dell'olio del motore

Quindi la macchina produce acqua calda a diverse temperature, la minore delle quali è di circa 90°C.
L'efficienza della macchina viene sfruttata solo quando si utilizza tutto ciò che produce: elettricità e calore. Altrimenti conviene spegnerla.
D'estate il calore può essere trasformato in freddo.
Per gli incentivi economici la cogenerazione è assimilata all'energia rinnovabile ed è ritenuta fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi del protocollo di Kyoto. Gode quindi di finanziamenti statali e regionali, del recupero dell'IRPEF del 41% e dell'aliquota IVA al 10%.
Parte del combustibile utilizzato in cogenerazione è defiscalizzato.
L'impianto di cogenerazione richiede un extracosto iniziale. Ogni anno si ha un risparmio sulla bolletta elettrica, sia per l'energia elettrica prodotta che per la minore potenza installata.

Il calcolo del ritorno dell'investimento va fatto caso per caso, e dipende da:

• ore di utilizzo annuo;
• potenza installata;
• utilizzo o vendita dell'energia elettrica prodotta;
• tariffa di acquisto del gas;
• tariffa di acquisto dell'energia elettrica consumata.

Il beneficio ambientale riguarda soprattutto la riduzione dell'emissione di CO2 in atmosfera rispetto alla generazione separata.
Si ha una consistente riduzione anche dell'inquinamento termico causato dal raffreddamento delle grandi centrali termoelettriche. La situazione è un po' diversa per gli agenti
inquinanti locali: bruciando meno di combustibile si ha ovviamente minore produzione globale anche di polveri sottili.
Il dimensionamento si basa sostanzialmente su calcoli di convenienza economica: per ottenere il ritorno dell'investimento è fondamentale che tutta l'energia prodotta sia
valorizzata. Un'analisi accurata dei carichi elettrici e termici dell'utenza e della loro distribuzione nel tempo permette di determinare la potenza utilizzabile per almeno 4000
ore l'anno.

La macchina è composta da:

• Motore primario: converte il combustibile in energia meccanica
• Generatore: converte l'energia meccanica in energia elettrica
• Sistema di recupero termico: assorbe l'energia contenuta negli scarichi del motore primario, rendendo disponibile energia termica utilizzabile.

Con manutenzione programmata circa ogni 1500 ore di funzionamento, può durare più di 20 anni.
Esistono nuovi modelli che richiedono la manutenzione ogni 10000 ore di funzionamento.
Il motore in genere è alternato a combustione interna, Otto o Diesel. Per le piccole taglie si preferisce il motore Stirling. Si sta diffondendo l'utilizzo delle microturbine a gas. Il
combustibile più utilizzato è il gas naturale, ma esistono applicazioni con GPL, Gasolio, Biogas ed Olio di colza.