Cosa rientra nell’Ecobonus 2024, novità e conferme per il 2024: l’elenco aggiornato dei lavori 15/02/2024
DL Energia e Legge di Bilancio 2024: l’opinione di chi opera nel campo delle fonti rinnovabili 20/12/2023
Inondazioni, ondate di calore e crisi climatica: in l’Europa il 2023 è stato l’anno nero per il clima 08/05/2024
Big Aquarea T-CAP Serie M di Panasonic: la pompa di calore per case multifamiliari ed edifici commerciali 10/05/2024
Baxi SPC Plus e SPC WH: gli scaldacqua in pompa di calore aria-acqua monoblocco efficienti e silenziosi 09/05/2024
Tra i temi di interesse della ricerca, all’interno del quadro energetico delineato dal protocollo di Kyoto, caratterizzato da: (i) una riduzione significativa delle emissioni inquinanti, (ii) una diversificazione delle fonti energetiche primarie con significativo utilizzo di fonti rinnovabili e da (iii) un consistente miglioramento dell’efficienza globale nel loro utilizzo, si colloca con sempre maggior rilievo la generazione distribuita. La generazione distribuita (associata al concetto di “smart grid”) prevede la delocalizzazione della produzione di energia e la conseguente riduzione e/o annullamento della distanza tra produzione ed utilizzo finale, limitando così le perdite di trasporto dell’elettricità ed aumentando la sicurezza dell’approvvigionamento. Il modello di generazione distribuita che si sta diffondendo inoltre si coniuga perfettamente sia con il maggior sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili (per loro natura diffuse sul territorio) sia con l’attuazione di misure di efficientamento energetico nel settore della produzione e del consumo dell’energia. Dal quadro normativo nazionale si delinea che la generazione distribuita consiste nel sistema di produzione dell’energia elettrica (spesso in assetto cogenerativo per lo sfruttamento di calore utile prodotto) composto da unità di produzione di taglia medio-piccola connesse alla rete di distribuzione in bassa e/o e media tensione. In tale scenario, la ricerca scientifica si sta focalizzando sulle tecnologie di microcogenerazione adatte ad un ambito civile-residenziale e, pertanto, caratterizzate da taglie e dimensioni contenute. Tra i motori primi oggetto di ricerca e sviluppo per tali applicazioni si trovano le celle a combustibile, i generatori termo-fotovoltaici, i motori di tipo Stirling e i cicli Rankine a fluido organico (Organic Rankine Cycle – ORC). Le problematiche tecnico/economiche che attualmente limitano la diffusione dei suddetti sistemi in ambito domestico riguardano principalmente la loro ridotta efficienza in considerazione delle taglie elettriche e termiche di interesse in tale settore. Inoltre, con la diffusione della generazione distribuita, nasce l’esigenza di prevedere e gestire da parte della rete di distribuzione nazionale, flussi energetici bidirezionali: non più solo una rete di distribuzione passiva che trasporta l’energia in un’unica direzione (da poche grandi centrali di generazione a tanti piccoli punti di consumo dislocati presso gli utenti finali), ma la necessità di gestire flussi di energia generati da piccole-medie unità di generazione installate presso gli utenti finali. I vantaggi principali sono invece legati alle possibilità di utilizzare contemporaneamente diverse tipologie di motori primi e fonti primarie, anche di natura rinnovabile, con la conseguente riduzione dei consumi e delle emissioni inquinanti in atmosfera. Numerosi sono gli studi che mettono a confronto tra loro i diversi sistemi microcogenerativi più innovativi. Tra tutte risalta la tecnologia ORC, che sta acquistando, soprattutto a livello commerciale, un interesse sempre maggiore. Numerosi sono infatti i produttori di ORC che propongono tale tecnologia come soluzione per il recupero energetico da cascami termici. Tali impianti, a differenza dei comuni cicli a vapore, sono in grado di operare con input termici variabili e a più bassa temperatura, grazie all’utilizzo di fluidi organici. Tuttavia, se nell’ambito di potenze di interesse industriale (>500kW) tale tecnologia è ormai diffusa e consolidata, per quanto riguarda la piccola/micro generazione le applicazioni principali risultano ancora acerbe, principalmente in fase di ricerca e sviluppo. In tale contesto nasce il Laboratorio di Tecnologie per la Microcogenerazione del Tecnopolo di Bologna del Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIN) dell’Alma Mater Studiorum – Università di Bologna. In Figura 1 è riportato il layout semplificato del laboratorio costituito da una caldaia, alimentata a biomassa solida, utilizzata per produrre acqua calda (tra gli 85 °C ed i 90°C) da inviare al microgeneratore a ciclo Rankine nel quale avviene la conversione in energia elettrica (alternata monofase a 220 V). Più in dettaglio, la caldaia istallata è un modello K2203 E della Tatano, con una potenza termica nominale di 46 kW ed efficienza nominale pari al 92%, caratterizzata da una notevole flessibilità per quanto riguarda la tipologia di biomassa alimentata. Il sistema microcogenerativo ORC invece è un prototipo sviluppato dalla Newcomen, con una potenza elettrica nominale pari a 3 kW dotato di un espansore volumetrico a pistoni con disposizione di tipo “stellare”. Il fluido organico attualmente in uso è un comune fluido refrigerante. La taglia del sistema in esame lo rende particolarmente adatto all’utilizzo domestico-residenziale. Figura 1: Layout del microcogeneratore a ciclo Rankine alimentato a biomassa solida La ricerca svolta presso il laboratorio del DIN è incentrata sulla caratterizzazione dei componenti presenti nel sistema ORC al variare del tipo di fluido organico utilizzato (puro o miscela), con lo scopo di massimizzare il recupero termico, prestando particolare attenzione alla sicurezza ed alla stabilità termica del fluido utilizzato. La seconda fase dell’attività di ricerca verte invece sull’ottimizzazione del sistema ORC, individuando la migliore strategia di gestione e realizzando un modello termodinamico in grado di simulare e valutare il comportamento reale dei vari componenti al variare non solo dei principali parametri di processo, ma anche del fluido utilizzato e della tipologia di espansore installato, con lo scopo di ridurre i consumi ed aumentare l’efficienza al variare delle richieste termico-elettriche. A tal proposito, in Figura 2 sono riportati, sul diagramma T-s relativo al fluido organico impiegato, gli stati di funzionamento del microcogeneratore ORC in esame, mentre in Figura 3 sono mostrate le prestazioni simulate di tipo elettrico e termico. L’ultima fase dell’attività di ricerca interessa la progettazione di espansori installabili nel sistema, realizzati con materiali innovativi compatibili con i fluidi utilizzati, in modo da ridurre i costi di realizzazione e il peso del componente, mantenendo però elevate prestazioni. Il Laboratorio di Tecnologie per la Microcogenerazione del Tecnopolo di Bologna è pertanto un centro di ricerca dedicato allo studio di sistemi microcogenerativi, in modo da definire, testare e ottimizzare le prestazioni e sviluppare componenti al fine di massimizzarne le prestazioni. I principali destinatari dell’attività di trasferimento tecnologico del laboratorio sono tutti i soggetti operanti nella filiera energetica, i costruttori di sistemi cogenerativi, gli erogatori di servizi, i gestori delle reti energetiche e le Energy Service Company (ESCO). Risultano, inoltre, potenziali beneficiari delle attività di ricerca tutti i soggetti industriali “energivori” nonché i privati e/o tutte le realtà “stand alone”. Figura 2: Diagramma T-s del Sistema ORC relativo al fluido organico impiegato Figura 3: Prestazioni elettriche e termiche attese dal sistema micro-ORC al variare del carico Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici Commenta questo approfondimento
13/05/2024 Rinnovabili, crescita dell’87% nel 2023 ma Anie lancia l’allarme: “Non basta, tanti provvedimenti ancora da emanare” A cura di: Giorgio Pirani Anie Rinnovabili: +87% per le rinnovabili nel 2023, soprattutto il fotovoltaico, ma c’è ancora molta lentezza ...
10/05/2024 Il ruolo delle città europee per combattere il cambiamento climatico A cura di: Raffaella Capritti La maggior parte degli europei vive in aree urbane e le città svolgono un ruolo fondamentale ...
09/05/2024 City Green Light: luce pubblica circolare in un comune del Friuli A cura di: Federica Arcadio Il progetto pilota realizzato da City Green Light ha visto la riqualificazione della rete di illuminazione ...
08/05/2024 DL Agricoltura: niente impianti fotovoltaici su terreni agricoli produttivi A cura di: Raffaella Capritti Approvato il decreto che fissa severe restrizioni all'installazione di nuovi impianti fotovoltaici su terreni agricoli produttivi. ...
07/05/2024 Hydrogen valley: in Italia i progetti ci sono. Cosa serve ancora A cura di: Andrea Ballocchi Idrogeno: in Italia si contano 54 progetti finanziati di hydrogen valley, mentre i progetti approvati hanno ...
06/05/2024 International Energy Agency: la capacità fotovoltaica raggiunge 1,6 TW A cura di: Tommaso Tautonico Nel 2023 il fotovoltaico ha rappresentato il 75% di tutta la nuova capacità da rinnovabili. La ...
03/05/2024 Ma quale uscita dal carbone: nel 2023 si registra un aumento del 2% A cura di: Tommaso Tautonico Nel 2023 la capacità operativa di carbone è aumentata del 2%: secondo il Global Energy Monitor ...
02/05/2024 Edificio16: a Milano Bicocca l'impianto fotovoltaico più potente d'Italia A cura di: Federica Arcadio Il Condominio Edificio16 ha recentemente completato l'installazione di un impianto fotovoltaico all'avanguardia sulla sua copertura e ...
01/05/2024 Italia taglia 7,7% emissioni CO2 in 2023 con forte crescita rinnovabili A cura di: Tommaso Tetro Taglio emissioni di CO2 e crescita rinnovabili: Italia in linea con target 2030. L'energia consumata deriva ...
30/04/2024 G7: firmata la Carta di Venaria. Stop del carbone dal 2030 al 2035 A cura di: Raffaella Capritti Si è concluso il G7 di Torino: stop al carbone entro il 2035, incremento delle rinnovabili. ...