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Caratterizzazione energetico ambientale di un impianto ORC alimentato a biomassa

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Caratterizzazione energetico ambientale di un impianto ORC alimentato a biomassa

L’articolo descrive i risultati dell’attività sperimentale condotta su un impianto cogenerativo ORC da 10 kW elettrici alimentato a biomasse. L’impianto è connesso alla nostra test facility e l’attività è stata svolta nell’ambito della RdS PAR2009.

Il presente articolo si propone di descrivere i risultati dell’attività sperimentale condotta sull’impianto ORC cogenerativo alimentato a biomassa installato nell’area sperimentale di ERSE. Tale impianto è costituito da una caldaia a pellet della potenza nominale di 116 kWth accoppiata ad un turbocogeneratore ORC (ciclo Rankine a fluido organico) della potenza nominale di 10 kWel. La sperimentazione condotta ha previsto un periodo di esercizio continuativo dell’impianto al fine di valutarne le prestazioni sia a carico nominale che parziale, la stabilità operativa nel tempo e l’affidabilità. Il sistema ha operato ripetutamente sino al raggiungimento delle condizioni di design erogando una potenza massima di 10 kWel in corrispondenza di una velocità di rotazione pari a ~22000 RPM e di una temperatura di mandata dell’olio diatermico pari a 237°C in ingresso all’evaporatore. La temperatura di camera della caldaia è risultata in media pari a 1000°C mentre la temperatura dei fumi al camino pari a circa 205°C. Le prove a carico parziale sono state condotte mantenendo la temperatura dell’olio diatermico nel campo 210-250°C e imponendo variazioni a gradino della potenza termica fornita al turbocogeneratore. Durante tali prove il microcogeneratore HER10, rispondendo prontamente alle variazioni di carico imposte, è stato in grado di parzializzare la potenza elettrica prodotta fino al valore minimo di ~1,5 kWel. Inoltre è stata prevista una verifica dell’impatto ambientale della caldaia a biomassa che alimenta il sistema: in particolare, oltre alla valutazione della composizione dei gas in uscita in relazione ai gas effetto-serra (CO2) ed ai principali inquinanti gassosi quali NOx, SO2, CO, è stata effettuata una misura del particolato emesso (polveri totali). I valori riscontrati sono risultati ampiamente entro i limiti imposti dalla normativa vigente.

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