Page 53 - RSE Energia elettrica anatomia costi
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2.6.2 l’impiego nei motori a combustione interna
I motori a combustione interna basati sul ciclo termodinamico
Diesel possono, a seguito di opportune modifiche, essere alimentati
con olii vegetali, mentre i motori a ciclo Otto sono tipicamente impie -
gati per lo sfruttamento di biomassa gassosa. Ad oggi i motori a combu -
stione interna costituiscono la soluzione preferenzialmente adottata
nell’ambito dei sistemi di piccola taglia (da 0,1 a 5 MW). I rendimenti
elettrici sono mediamente dell’ordine del 30÷40% e potenzialmente
anche superiori al 40% per taglie al di sopra del MW. Si tratta di una
tecnologia matura, caratterizzata dal basso costo per singola unità, da
flessibilità, modularità e disponibilità di utilizzo. Tipicamente presen -
tano però elevata rumorosità e alti costi di manutenzione, oltre alla
necessità di impiegare dispositivi per il controllo delle emissioni.
Le turbine a gas si basano su una tecnologia matura e alimentata
quasi unicamente a gas naturale. Sono disponibili modelli commer -
ciali da una potenza elettrica minima di 500 kW fino ad arrivare a
centinaia di MW. Tale tecnologia è di particolare interesse solo a par -
tire da potenze elettriche dell’ordine dei 10 MW: per taglie inferiori
il rendimento risulta inferiore al 30% (in ciclo aperto) e in netto
svantaggio rispetto ai motori a combustione interna. Il sistema di
combustione di una turbina a gas può essere facilmente adattato per
l’impiego di combustibili gassosi a basso potere calorifico, quali ad
esempio biogas, garantendo comunque basse emissioni d’inquinanti.
L’adozione di combustori DLN (Dry Low NO x ) a fiamma premiscelata
permette infatti di raggiungere bassissime emissioni di NO senza
x
l’ausilio di sistemi di post-abbattimento.
L’impiego delle micro-turbine a gas per la generazione di potenza elet -
trica su piccola scala è una realtà più recente e innovativa. La taglia di
questi generatori è compresa tra i 30 kWe e i 200 kWe. Queste sono idonee
per applicazioni di micro e piccola cogenerazione. A differenza dei grandi
turbogas, le micro-turbine sono macchine radiali solitamente monostadio
che operano ad elevate velocità di rotazione (50.000–120.000 giri/minu -
to) in cui turbina e compressore sono calettati sullo stesso albero. Sono
macchine che operano secondo un ciclo Joule Brayton rigenerativo in cui
la massima temperatura del ciclo è contenuta al di sotto dei 1.000 °C; i
rendimenti elettrici si attestano attorno al 30%.
2.6.3 l’impiego nei motori a combustione esterna
La biomassa solida (ad esempio, il cippato di legna) può essere
utilizzata solo con sistemi a combustione esterna costituiti da una
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2.6.2 l’impiego nei motori a combustione interna
I motori a combustione interna basati sul ciclo termodinamico
Diesel possono, a seguito di opportune modifiche, essere alimentati
con olii vegetali, mentre i motori a ciclo Otto sono tipicamente impie -
gati per lo sfruttamento di biomassa gassosa. Ad oggi i motori a combu -
stione interna costituiscono la soluzione preferenzialmente adottata
nell’ambito dei sistemi di piccola taglia (da 0,1 a 5 MW). I rendimenti
elettrici sono mediamente dell’ordine del 30÷40% e potenzialmente
anche superiori al 40% per taglie al di sopra del MW. Si tratta di una
tecnologia matura, caratterizzata dal basso costo per singola unità, da
flessibilità, modularità e disponibilità di utilizzo. Tipicamente presen -
tano però elevata rumorosità e alti costi di manutenzione, oltre alla
necessità di impiegare dispositivi per il controllo delle emissioni.
Le turbine a gas si basano su una tecnologia matura e alimentata
quasi unicamente a gas naturale. Sono disponibili modelli commer -
ciali da una potenza elettrica minima di 500 kW fino ad arrivare a
centinaia di MW. Tale tecnologia è di particolare interesse solo a par -
tire da potenze elettriche dell’ordine dei 10 MW: per taglie inferiori
il rendimento risulta inferiore al 30% (in ciclo aperto) e in netto
svantaggio rispetto ai motori a combustione interna. Il sistema di
combustione di una turbina a gas può essere facilmente adattato per
l’impiego di combustibili gassosi a basso potere calorifico, quali ad
esempio biogas, garantendo comunque basse emissioni d’inquinanti.
L’adozione di combustori DLN (Dry Low NO x ) a fiamma premiscelata
permette infatti di raggiungere bassissime emissioni di NO senza
x
l’ausilio di sistemi di post-abbattimento.
L’impiego delle micro-turbine a gas per la generazione di potenza elet -
trica su piccola scala è una realtà più recente e innovativa. La taglia di
questi generatori è compresa tra i 30 kWe e i 200 kWe. Queste sono idonee
per applicazioni di micro e piccola cogenerazione. A differenza dei grandi
turbogas, le micro-turbine sono macchine radiali solitamente monostadio
che operano ad elevate velocità di rotazione (50.000–120.000 giri/minu -
to) in cui turbina e compressore sono calettati sullo stesso albero. Sono
macchine che operano secondo un ciclo Joule Brayton rigenerativo in cui
la massima temperatura del ciclo è contenuta al di sotto dei 1.000 °C; i
rendimenti elettrici si attestano attorno al 30%.
2.6.3 l’impiego nei motori a combustione esterna
La biomassa solida (ad esempio, il cippato di legna) può essere
utilizzata solo con sistemi a combustione esterna costituiti da una
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