Impianti di microcogenerazione

Realizzazione impianti di microcogenerazione

Il concetto di cogenerazione identifica la produzione simultanea di energia termica ed elettrica partendo da un’unica fonte. I sistemi operano attraverso un motore a combustione alimentato a metano o GPL: l’energia meccanica prodotta viene trasformata in elettricità, mentre un apposito modulo di recupero cattura il calore residuo per generare energia termica, evitando che vada disperso.

Nello specifico, gli impianti di microcogenerazione si distinguono per una taglia inferiore ai 50 kW elettrici. Si tratta di una tecnologia altamente efficiente se confrontata con il modello tradizionale, dove i due vettori energetici sono prodotti separatamente: l’elettricità dalle grandi centrali termoelettriche e il calore dalle caldaie convenzionali.

Il valore aggiunto di questa soluzione risiede nella capacità di produrre elettricità sfruttando al contempo quel calore che, solitamente, rimarrebbe inutilizzato. La configurazione standard prevede l’integrazione tra un’unità motrice, un generatore elettrico e un sistema di scambio termico.

Per le applicazioni più contenute, esistono soluzioni compatte da 1,5 kWe basate sulla tecnologia a celle a combustibile, capaci di generare fino a 13.000 kWh l’anno. In sintesi, potremmo paragonare queste macchine a dei gruppi elettrogeni evoluti che, oltre a fornire corrente, riscaldano la struttura, innalzando drasticamente il rendimento complessivo dell’edificio.

L’installazione di impianti di microcogenerazione garantisce il massimo beneficio economico in realtà caratterizzate da un fabbisogno costante di calore ed elettricità, quali:

• hotel, alberghi e Bed & Breakfast;
• centri wellness, fitness e piscine;
• strutture sanitarie, ospedali e case di cura;
• industrie del settore alimentare;
• complessi condominiali.

Vantaggi

Scegliere tale tecnologia comporta una serie di benefici tangibili.

• Risparmio economico: riduzione immediata della spesa per l’energia elettrica;
• agevolazioni fiscali: accesso all’accisa agevolata sul combustibile impiegato;
• efficienza di rete: abbattimento delle perdite da trasporto e distribuzione (pari a circa il 7%);
• sicurezza energetica: maggiore autonomia e continuità nell’approvvigionamento;
• sostenibilità: sensibile riduzione delle emissioni inquinanti e della CO2 immessa in atmosfera.

Cella a combustibile

Le celle a combustibile, note anche come fuel cell, sono dispositivi elettrochimici capaci di trasformare l’energia di un combustibile (solitamente idrogeno) e dell’ossigeno direttamente in elettricità e calore. Diversamente dalle macchine convenzionali, questi sistemi operano senza un ciclo termico, raggiungendo così rendimenti di conversione nettamente superiori. È importante sottolineare che tali apparati non vanno confusi con le comuni batterie: se le ultime si limitano a erogare energia accumulata, le prime la generano in modo continuo finché viene garantito l’apporto di combustibile.

Anatomia del sistema

Il funzionamento di una cella si basa su tre componenti fondamentali:

• elettrodi, i siti catalitici dove avvengono le reazioni di ossido-riduzione;
• elettrolita, il mezzo che conduce gli ioni prodotti da una semi-reazione per permetterne il completamento nell’altra;
• circuito esterno, il percorso attraverso il quale fluiscono gli elettroni, generando la corrente elettrica.

IMPIANTI DI MICROCOGENERAZIONE A CELLE A COMBUSTIBILE

Con un impianto di microcogenerazione a celle a combustibile, è possibile generare elettricità e calore dal gas naturale sfruttando una reazione elettrochimica totalmente priva di combustione. La tecnologia garantisce un’operatività costante (24/7): basti pensare che un modulo da 1,5 kW di potenza elettrica può produrre fino a 13.140 kWh l’anno, assicurando al contempo fino a 200 litri di acqua calda al giorno.

Sotto il profilo economico, si tratta di un investimento solido e vantaggioso. Un sistema da 1,5 kW elettrici presenta mediamente un tempo di ritorno dell’investimento di circa 6-7 anni ed è ampiamente incentivabile. Per rendere l’idea della sua efficacia, le prestazioni di questo impianto sono paragonabili e allineate a quelle di un sistema fotovoltaico da 10-12 kW, con il vantaggio di una produzione energetica costante e indipendente dalle condizioni atmosferiche.