Cogenerazione: come funziona

Cogenerazione: come funziona?

Fra le tecniche di produzione energetica a basso impatto ambientale più sviluppate negli ultimi anni, un posto d’eccellenza è occupato senza dubbio dalla cogenerazione, vale a dire quel processo combinato che consente di produrre simultaneamente energia termica ed elettrica a partire da un unico impianto. La cogenerazione ad alto rendimento e la trigenerazione presentano indubbiamente notevoli vantaggi economici, ecologici ed energetici. Vediamo in questo articolo come funziona e quali sono i vantaggi di un impianto di cogenerazione.

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Cos’è e come funziona la cogenerazione (Fonte: www.light-power.it)

Cos’è la cogenerazione

Come abbiamo visto la cogenerazione è il processo combinato di produzione di energia elettrica e calore a partire da un unico impianto. Generalmente, solo il 40% dell’energia che si libera dalla combustione nei motori viene trasformata in elettricità. La restante parte, ben il 60%, si traduce in calore, ma tale energia termica viene dispersa nell’ambiente senza produrre alcun beneficio. Gli impianti di cogenerazione migliorano l’efficienza energetica nel rispetto dell’ambiente, permettendo di ottenere risparmi superiori al 40%.

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Negli impianti di riscaldamento tradizionali, la maggior parte dell’energia prodotta dalla combustione (circa il 60%) viene persa sotto forma di calore. Solo la restante parte (30-35%) viene effettivamente utilizzata. In un impianto di cogenerazione, invece, questo calore viene recuperato e convertito nuovamente in energia termo-elettrica pronta all’uso con un netto miglioramento delle prestazioni dell’impianto, fino all’80-90% della sua massima efficienza energetica.

Come funziona un impianto di cogenerazione

Un impianto di cogenerazione si compone di un motore primo, che può essere a combustione interna, a gas, a vapore o a ciclo combinato, di un generatore elettrico e di scambiatori di calore.
In maniera molto semplice, possiamo affermare che il motore primo dà avvio al processo di produzione di energia, il generatore elettrico converte l’energia meccanica in elettricità e infine gli scambiatori recuperano il calore dissipato durante la fase di produzione dell’elettricità.
Oltre ai classici motori, oggi si sta cercando di sviluppare soluzioni più moderne, utilizzando per esempio celle a combustibile, motori Stirling e microturbine, nell’ottica di aumentare ulteriormente l’efficienza degli impianti di cogenerazione e sfruttare in maniera ancora più efficace e conveniente il calore “in eccesso”.

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Impianto di cogenerazione ad alto rendimento CAR (Fonte: www.intergen.it)

Vantaggi di un impianto di cogenerazione

Il processo di cogenerazione ha lo scopo di recuperare l’energia termica indotta dalla combustione, producendo sia elettricità che calore sfruttando la potenzialità dell’impianto fino ad oltre il 90%.
Di conseguenza, a parità di combustibile consumato, il totale dell’energia fornita in un processo di cogenerazione è più che raddoppiata rispetto a quanto accade con un tradizionale impianto di generazione elettrica, con evidenti vantaggi sia a livello economico che sotto il profilo ecologico, dato che si riducono notevolmente le emissioni di CO2 e di inquinanti. Inoltre, sfruttando un impianto di cogenerazione per esigenze di autoconsumo si minimizzano le dispersioni di energia elettrica che, inevitabilmente, si verificano durante il trasporto lungo la rete di distribuzione nazionale.

La cogenerazione, poi, ha aperto la strada alla trigenerazione, ovvero al processo che produce elettricità ed energia termica, sia sotto forma di calore che di acqua refrigerata utile per il condizionamento o per i processi industriali che necessitano di basse temperature. In questo modo, è possibile, ad esempio, gestire la temperatura degli ambienti di un luogo pubblico a seconda delle stagioni e delle condizioni climatiche esterne, raffreddando d’estate e riscaldando d’inverno.

A differenza delle centrali termiche di vecchio tipo, inoltre, un sistema basato sul principio della cogenerazione non necessita di due impianti separati (uno per produrre energia elettrica, l’altro termica), ma è sufficiente un unico impianto alimentato da una sola fonte (gas, biodiesel, metano, ecc).

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Schema impianto di cogenerazione (Fonte: lampadineled.wordpress.com)

Altri vantaggi della cogenerazione e trigenerazione

Negli ultimi tempi, la cogenerazione ha conosciuto un’interessante evoluzione con la trigenerazione, vale a dire un processo che consente di produrre simultaneamente (e sempre da un’unica fonte) energia termo-elettrica e acqua refrigerata. Quest’ultima è utile per alimentare gli impianti di condizionamento o di raffreddamento dei macchinari industriali.

La cogenerazione ad alto rendimento e la trigenerazione presentano indubbiamente notevoli vantaggi economici, ecologici ed energetici:
  • Produrre energia a prezzi più convenienti.
  • Aumentare l’efficienza energetica dell’impianto, abbassare i consumi e recuperare il calore sprigionato convertendolo in energia subito utilizzabile.
  • Abbattere le emissioni di CO2 rilasciate nell’atmosfera.

Investire in un pianto di cogenerazione significa anche accedere ad una serie di incentivi economici per l’incremento dell’efficienza energetica e la produzione di energia termica da fonti rinnovabili, erogati in Italia dal Gestore dei Servizi Energetici. Inoltre, dal 2006 gli impianti di cogenerazione alimentati da fonti rinnovabili hanno accesso ad una tariffa unica e fissa per 20 anni.

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