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Analisi energetica e studio di fattibilità di un impianto di microcogenerazione a gas metano con motore a combustione interna

Informazioni tesi

  Autore: Marco Albertini
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Cesare Saccani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 195

Il presente lavoro riguarda l’analisi energetica e lo studio di fattibilità di un impianto di microcogenerazione a gas metano con motore a combustione interna da realizzare a Vergato, in provincia di Bologna, nella media valle del fiume Reno. Nelle immediate vicinanze dell’ospedale cittadino è presente un complesso socio-sanitario costituito da un centro sociale polivalente, una casa protetta e un poliambulatorio USL che al momento soddisfano i propri fabbisogni di energia elettrica e termica rispettivamente prelevando la prima dalla rete di distribuzione nazionale e producendo la seconda con caldaie tradizionali alimentate a gas naturale.
Attraverso la tecnologia della microcogenerazione e la realizzazione di un’opportuna rete di teleriscaldamento è possibile auto-produrre e auto-consumare queste due forme di energia, ottenendo l’indipendenza energetica, conseguendo un risparmio economico e salvaguardando l’ambiente.
Dopo una breve introduzione necessaria per presentare e spiegare questa tecnologia, i vantaggi e le opportunità, le macchine ed i combustibili utilizzati, la normativa nazionale ed europea di riferimento, è stata eseguita l’analisi dei consumi energetici reali reperendo le bollette di energia elettrica e termica delle tre strutture per determinarne il fabbisogno medio mensile; inoltre, grazie ai sopralluoghi effettuati ed ai cataloghi disponibili in rete, sono state ricavate le caratteristiche (in termini di potenza e rendimento) sia delle tre centrali termiche che dei terminali di riscaldamento, così da determinare l’energia termica effettivamente disponibile per scaldare gli ambienti.
I valori ottenuti sono stati confrontati con quelli forniti dal software di progettazione integrata “Edilclima” per determinare il livello di efficienza energetica delle tre strutture in termini di contenimento delle dispersioni termiche.
Successivamente sono stati costruiti i diagrammi medi mensili di carico elettrico (per ognuna delle tre fasce orarie) e termico; a partire da quest’ultimi sono poi state ricavate le tre curve dell’andamento medio giornaliero di richiesta di potenza termica che, sommate tra loro, forniscono il grafico della potenza termica totale dell’intero complesso socio-sanitario per ognuno dei mesi del periodo di riscaldamento tradizionale.
In questo modo è stato possibile scegliere la macchina di microcogenerazione della potenza idonea e, dopo la descrizione della sua architettura, dell’innovativo principio di funzionamento e degli importanti vantaggi connessi, sono stati presentati due differenti layout impiantistici della rete di teleriscaldamento, a cui sono seguiti lo studio e la compilazione prima del “business plan” e successivamente del computo metrico estimativo al fine di quantificare l’importo complessivo necessario per la realizzazione del nuovo impianto; infine è stato eseguito il conto economico che, attraverso l’individuazione dei ricavi, dei costi e degli oneri finanziari, ha permesso di dimostrare la convenienza e fattibilità economica dell’intero progetto.

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- 8 - CAPITOLO 1 LA COGENERAZIONE La cogenerazione è la produzione simultanea di due diverse forme di energia, elettrica e termica, partendo da una singola fonte di energia primaria effettuata con un solo sistema integrato. Indicati con l’acronimo CHP (Combined Heat and Power), i sistemi di cogenerazione sono costituiti essenzialmente da un motore primario, un generatore di corrente, un sistema per il recupero del calore ed interconnessioni elettriche concentrati in un solo sistema integrato. Il principio su cui si basa è quello di recuperare il calore generato durante la fase di produzione di energia elettrica, che solitamente viene perso, ed utilizzarlo per produrre energia termica. 1.1 – GENERAZIONE SEPARATA E GENERAZIONE COMBINATA Considerando l’approccio tradizionale di generazione separata, l’energia elettrica viene prodotta in modo centralizzato in poche, grandi centrali termoelettriche remote sparse sul territorio per poi essere distribuita lungo le linee ad alta/media/bassa tensione ai singoli utenti, rendendo tuttavia disponibile solo il 40% circa dell’energia primaria utilizzata, a causa delle perdite in centrale (50%) e di quelle di trasmissione (10%). L’energia termica viene invece prodotta con la combustione di gas naturale nelle classiche centrali termiche con caldaie adibite ad usi civili e residenziali, con un rendimento dell’80%. Al contrario, attraverso la generazione combinata (co-generazione) si vuole perseguire una migliore e più efficiente utilizzazione di energia primaria in quanto, a parità di energia elettrica e termica prodotte, è

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Parole chiave

energia elettrica
cogenerazione
studio di fattibilità
efficienza energetica
analisi energetica
energia termica
diagrammi di carico
energie rinnovabili
certificazione energetica
rete di teleriscaldamento
sviluppo sotenibile

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