Nell’ambito delle tecnologie disponibili per lo sfruttamento della biomassa solida, in impianti di piccola taglia, la soluzione più diffusa ad oggi, è lo sfruttamento del calore generato dalla combustione diretta della biomassa per alimentare un ciclo Rankine a fluido Organico (ORC). Un’interessante evoluzione delle microturbine a gas naturale è costituita dalle microturbine a combustione esterna (Externally Fired Micro Gas Turbine) che, seppur ancora in fase di sviluppo, potrebbe garantire i vantaggi tipici della tecnologia delle turbine a gas, unitamente allo sfruttamento di un combustibile “carbon neutral”. La combustione esterna nelle turbine prevede infatti un completo disaccoppiamento tra il fluido che opera ilciclo di lavoro (aria) ed i fumi di combustione che, mediante scambiatori dedicati, cedono calore all’aria che espande in turbina. Gli studi sono oggi orientati ad incrementare le temperature di scambio termico e a risolvere le problematiche di corrosione e ossidazione a carico degli scambiatori di calore fumi/aria, fattori rivelatisi estremamente limitanti in termini di performance ed affidabilità. Per meglio approfondire tali aspetti, RSE ha stipulato un accordo di collaborazione per il monitoraggio del mini ciclo combinato di proprietà dell’azienda agricola Casanuova, con sede a Zibello (PR). L’impianto è costituito dall’accoppiamento di due microturbine a combustione esterna di potenza nominale di 80 kWelciascuna, alimentate a cippato proveniente dal comparto agroforestale, con un ciclo Rankine a fluido organico della potenza nominale di 110 kWel, adatto per lo sfruttamento di sorgenti termiche a bassa entalpia. Le analisi condotte hanno permesso una accurata valutazione delle performance d’impianto, con particolare attenzione alle condizioni operative maggiormente critiche, quali i transitori termiciimposti dall’elevato numero di manovre di avviamento ed arresto associate agli interventi tipici proprio delle fasi di collaudo e messa a punto di tecnologie pilota. L’utilizzo della biomassa come combustibile, peraltro, è causa di importanti fenomeni di sporcamento degli scambiatori che, se non risolti diversamente, inducono comunque la necessità di periodiche – e frequenti – fermate dell’impianto, finalizzate al ripristino delle condizioni nominali. I risultati ottenuti hanno inoltre messo in evidenza come l’incremento della temperatura dell’aria in aspirazione turbina sia fondamentale per il raggiungimento di performance più elevate e competitive. Operare a temperature più elevate potrebbe però aggravare ulteriormente la formazione di particolato solido all’interno dei tubi che compongono gli scambiatori di calore che, se trasportato dalla corrente gassosa fino alle turbine, può essere causa di fenomeni erosivi di cospicua entità. Le analisi condotte su un campione di particolato solido prelevato dal filtro posto a monte di una turbina hanno confermato che il materiale trascinato dal flusso gassoso non è altro che ossido di ferro; ciò dimostra che il fenomeno di cui si subiscono le conseguenze ha proprio un’origine termica e non dipende dalla presenza di particolari agenti aggressivi. Gli sforzi sono quindi ora orientati ad ottimizzare gli scambi termici e all’individuazione di materiali specificamente indicati per applicazioni in cui siano richieste resistenza all’elevata temperatura, all’ossidazione ed al ciclaggio termico.