Il liquido termico Norbornadiene è infatti in grado di assorbire energia solare, e di conservarla per circa venti anni a basso costo e senza scaricarsi, al contrario di quanto avviene con le comuni batterie. A richiesta, l’energia accumulata viene quindi rilasciata in forma di calore facendo passare il fluido attraverso un catalizzatore.

A contatto con la radiazione solare, le molecole di Norbornadiene vengono eccitate passando a un livello energetico superiore (quadricyclane), dalla struttura molto stabile che è in grado di trattenere a lungo l’energia assorbita.

Passando attraverso un catalizzatore, le molecole del fluido tornano allo stato iniziale rilasciando l’energia accumulata sotto forma di calore. Inserendo nel circuito uno scambiatore di calore tra il liquido e normale acqua è quindi possibile trasferire questo calore, riscaldando l’acqua a circa 65° C che può essere impiegata per riscaldamento domestico e ad uso sanitario.

I ricercatori sono attualmente al lavoro per sviluppare e ottimizzare il processo, e prevedono di abbassare i costi dei materiali impiegati a del processo, per portare la tecnologia di accumulo solare termico a base di Norbornadiene sul mercato entro 8-10 anni.

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Il potenziale per le soluzioni di cogenerazione in Italia è ancora molto grande e da sfruttare, e fa pertanto piacere vedere che la ricerca avanza anche in quest’ambito, che offre davvero grandi opportunità in termini di efficienza energetica sia per applicazioni industriali che su utenze medio-piccole, pmi o utenze domestiche grazie alla micro-cogenerazione e reti di teleriscaldamento.

La cogenerazione, o CHP, consiste nella generazione combinata di elettricità e di calore, tramite recupero di calore da acqua di raffreddamento nelle camicie del motore e da fumi esausti ad alta temperatura provenienti dalla combustione di una fonte primaria, mediante scambiatori di calore. I motori primari possono essere di vario tipo, motori a combustione interna, turbine a gas o a vapore, e nelle soluzioni più avanzate turbogeneratori ORC, microturbine, impianti con celle a combustibile o motori Stirling. Accanto ai combustibili di origine fossile, la cogenerazione sfrutta quindi biogas e biomasse, come anche l’idrogeno nelle tecnologie a celle a combustibile.

Tempco ha all’attivo numerose applicazioni e installazioni nel settore CHP, fornendo scambiatori/condensatori in materiali resistenti alla corrosione, tipicamente acciaio inox, radiatori di dissipazione ad alta efficienza e torri evaporative per il raffreddamento dei condensatori ad acqua. Le soluzioni Tempco trovano impiego in diverse fasi del ciclo di cogenerazione:

– Moduli di recupero termico (T RECOGEN)
– Sistemi di dissipazione (T FIN ENGINE)
– Trattamento del biogas (T RECOGEN BIO)
– Preriscaldamento biodiesel (T START ENGINE)

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Il teleriscaldamento è indicato nel protocollo di Kyoto come uno dei più efficaci strumenti per la riduzione delle emissioni di CO2, e rappresenta un’ottima alternativa sostenibile in sostituzione dei vecchi impianti inquinanti a gasolio e gas. La rete di teleriscaldamento sfrutta il calore ottenuto da fonti rinnovabili o utilizzando in maniera più intelligente le fonti tradizionali, impiegando nuove tecnologie ad alta efficienza.

Tra queste figurano la termovalorizzazione dei rifiuti domestici o da cicli produttivi industriali, geo-cogenerazione e scambiatori di calore. Gli scambiatori svolgono un ruolo determinante nel trasferimento del calore prodotto agli impianti di distribuzione alle utenze asservite dalla rete, sostituendo le vecchie caldaie. La produzione di acqua calda ad uso sanitario è ottenuta grazie a scambiatori collocati nei locali caldaia, consentendo di eliminare le tradizionali cisterne e canne fumarie. La vicinanza dello stabile alla rete è l’unica condizione necessaria per allacciarsi alla rete di teleriscaldamento, senza bisogno di apportare modifiche all’impianto di riscaldamento esistente.

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Il GSE stima un potenziale di sviluppo della cogenerazione CAR in Italia pari a 3.320 ktep, con un incremento di 1.236 ktep nei settori industriale (740 ktep) e terziario (496 ktep). Il potenziale sviluppo del TLR sarebbe invece pari a 1.161 ktep, con un incremento di 359 ktep rispetto al calore erogato nel 2013 da TLR (802 ktep), dei quali 115 ktep come calore prodotto da sfruttamento delle biomasse e 49 ktep da termovalorizzazione dei rifiuti.

Installato
Nel 2013, il totale degli impianti CAR installati in Italia era di 1.025 unità, per una capacità elettrica di 13,1 GW, e produzione elettrica e termica in cogenerazione ad alto rendimento di 26,1 TWhe e 31,3 TWht.
Il settore industriale ha consumato il 76% del calore prodotto tramite CAR, con raffinerie e industria della ceramica e del vetro tra i settori industriali a maggior consumo di energia termica, seguiti da siderurgia, chimico e petrolchimico.
Il restante 24% impiegato da residenziale e terziario è stato veicolato per lo più da infrastrutture di teleriscaldamento.

Rapporto GSE su potenziale in Italia per cogenerazione CAR e teleriscaldamento

Potenziale sviluppo
A trainare lo sviluppo di impianti CAR negli ultimi anni è stato quindi il settore industriale: nel 2013, erano 283 le unità installate, per una potenza elettrica installata di 8,77 GWe cui corrisponde una potenza termica ed elettrica cogenerata rispettivamente di 23,3 TWht e 18,3 TWe.
L’ulteriore potenziale di sviluppo incrementale di energia termica ed elettrica da CAR varia quindi a seconda dei settori industriali: stimato rispettivamente in 8,6 TWht e 6,3 TWhe, e in termini di capacità di circa 0,9 GWe e 2 GWt, è concentrato nel settore alimentare, nella fabbricazione di materiali da costruzione, industrie ceramiche soprattutto, nei settori chimico e petrolchimico e nel settore tessile, soprattutto concerie.

In appendice al documento, anche incentivi attualmente disponibili per cogenerazione e teleriscaldamento CAR e TLR.

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Questi scambiatori di calore per caldaie murali e boiler offrono alta efficienza di scambio termico con eccellenti prestazioni in termini di efficienza energetica, con ritorni molto importanti sia in termini economici che ambientali, rappresentando un’efficace soluzione per la riduzione delle emissioni da riscaldamento nelle abitazioni.

Le applicazioni sono numerose, e possono andare dai sistemi di riscaldamento sanitario, al riscaldamento a pavimento, ma trovano impiego anche in impianti di riscaldamento centralizzato, solare termico, teleriscaldamento, così come per applicazioni industriali dove le pressioni richieste siano inferiori a 10 bar, in sistemi di riscaldamento in industria di processo di varia natura, piscine e spa. Possono inoltre essere forniti in versione multi-circuito o multi-pass, per adattarsi alle più svariate condizioni di lavoro, con inoltre il vantaggio di offrire facile installazione ed elevata affidabilità.

Scheda tecnica scaricabile a questo link
http://www.scribd.com/doc/246344092/TCB-E-F-015CUK

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Si tratta di un impianto di cogenerazione con motori endotermici a gas, per il riscaldamento e la produzione di energia per un centro sportivo nelle vicinanze di Milano.

Il centro sportivo comprende una piscina con annessa palestra.

L’impianto di cogenerazione, asserve il centro sportivo ed i quartieri limitrofi. E’ composto da due motori endotermici e tre caldaie.

La distribuzione del calore, passa per due sottostazioni dotate di scambiatori di calore a piastre ispezionabili.

Dei misuratori di energia, contabilizzano i consumi energetici.

Il tutto è telecontrollato a distanza.

La batteria di elettroradiatori, viene utilizzata per la dissipazione del calore generato dai motori endotermici, nel caso non venga utilizzato per il teleriscaldamento o per le necessità di riscaldamento della piscina.

Un esempio di impianto efficiente ed efficace.

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Questo per diversi motivi:

• dimensioni compatte
• elevate capacità di scambio termico
• resistenza meccanica
• incrocio delle temperature

Gli scambiatori a piastre vengono utilizzati sia nelle centrali di produzione dell’energia o di cogenerazione, che nelle sottostazioni locali dove viene utilizzata l’energia prodotta.

Solitamente nelle centrali di produzione si utilizzano scambiatori a piastre ispezionabili, per via della maggiori capacità termiche richieste, mentre nelle sottostazioni locali, la scelta può essere in opzione con scambiatori ispezionabili oppure con scambiatori saldobrasati.

Mentre un tempo la scelta propendeva per la soluzione ispezionabili, adducendo motivi di manutenzione e possibilità di ampliamento future, gli impianti di ultima generazione prevedono l’impiego di scambiatori saldobrasati.

I motivi che favoriscono questa scelta sono principalmente i seguenti:

• maggiore resistenza meccanica alle pressioni
• nessuna necessità di manutenzione, i circuiti sono sigillati, quindi esenti da sporcamento
• nessuna necessità di implementazione o potenziamento futuro, solitamente le sottostazioni sono dimensionate per la potenza richiesta
• assenza di problemi di perdite da guarnizioni usurate
• maggiore compettezza

Le sottostazioni di teleriscaldamento (district units), sono poi corredate da una serie di apparecchiature accessorie, che le rendono delle vere e proprie caldaie, dove il fluido riscaldante non è più la fiamma generata dal bruciatore, ma l’acqua surriscaldate messa a disposizione dalla centrale.

E’ estremamente importante il sistema di gestione e misurazione dell’energia consumata, infatti mentre nel classico impianto a gas, abbiamo il contatore di metano consumato, in questo caso l’energia va quantificata in base alla portata di acqua e la differenza di temperatura tra ingresso ed uscita della stessa dalla sottostazione.

Esistono poi metodi più o meno sofisticati per misurare il consumo di energia…ma ne parliamo prossimamente.

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