La Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR)

1. La Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR)

2. Tipologia degli impianti di cogenerazione

3. Condizione necessaria ma non sufficiente perché un impianto sia qualificato CAR TIPO A TIPO B ηglobale ≥ 80% Dove ηglobale = (E+β*Hchp)/(F- FnonchpH) ηglobale ≥ 75% Dove ηglobale = E/(F- FnonchpH)

4. La condizione di sufficienza per ottenere la qualifica di CAR si raggiunge quando l’impianto supera il PES (Primary Energy Saving)

5. Il PES, e quindi l’accesso alla qualifica di CAR, presenta diversi valori di soglia in funzione della taglia dell’impianto e precisamente :

6. Se un impianto di cogenerazione non raggiunge il valore di soglia (ηglobale ≥75% o ηglobale ≥ 80% a seconda del tipo di impianto) l’impianto è suddiviso in due parti virtuali: una cogenerativa e l’altra non cogenerativa. In questo caso l’energia elettrica riconosciuta cogenerativa è data dalla relazione: Echp = Ceff*Hchp

7. Il coefficiente Ceff Il coefficiente Ceff è un parametro che si ottiene dalla conoscenza dei dati del processo secondo le seguenti relazioni

8. Il parametro β Il parametro β è appannaggio degli impianti dove è presente una turbina a vapore con estrazione di vapore e condensazione, in sostanza interessa gli impianti appartenenti al tipo B con rendimento di soglia dell’80% Cosa rappresenta β ? β è un coefficiente che, moltiplicato per l’energia termica estratta sotto forma di vapore dalla turbina, determina l’energia elettrica che quella stessa turbina fornirebbe in assenza di estrazione (cioè se tutta l’energia termica venisse avviata al condensatore). In formule: E piena condensazione = E con estrazione +β*Hchp

9. Come si calcola β ? β si calcola conoscendo l’entalpia della corrente di estrazione (determinata dal valore della pressione e della temperatura del vapore estratto) e l’entalpia della corrente al condensatore secondo la formula: L’entalpia della corrente al condensatore si ottiene dal bilancio termodinamico della turbina

10. Alcune precisazioni Il β calcolato come illustrato nelle precedenti diapositive rappresenta il β tipico della turbina ed è correlato con l’energia termica estratta dalla turbina. Nella realtà l’energia termica estratta dalla turbina è diversa dall’energia termica inviata al processo (che è la grandezza da prendere a riferimento per il calcolo del PES).

11. Come procedere? In questo caso l’energia termica inviata al processo (sezione A-A della figura) è data dalla somma di due correnti (1 e 2) una delle quali è data dall’estrazione della turbina (corrente 2) mentre l’altra (corrente 1) proviene dal GVR. Il β risultante dell’impianto (indicato come βmix) è dato dalla media ponderata delle due correnti una delle quali (la corrente 2) ha un valore di β che rappresenta la perdita di potenza della turbina per effetto della estrazione, mentre l’altra (la corrente 1), non transitando nella turbina, non comporta alcuna perdita di potenza e ad essa si assegna quindi un β = 0. Si ha quindi:

12. Il metodo semplificato per la determinazione del Ceff In alternativa al metodo del bilancio termodinamico si può calcolare il valore del Ceff evitando il passaggio attraverso il coefficiente β mediante la formula: Dove ηc rappresenta il rendimento elettrico a piena condensazione quale riportato nel certificato di collaudo dell’impianto. Il valore di Ceff così calcolato è inferiore al Ceff calcolato con il bilancio termodinamico in quanto il rendimento di collaudo è inevitabilmente superiore al rendimento dell’impianto nel corso dell’esercizio.

13. Il significato del Ceff per immagini