Nell’ambito della generazione termoelettrica la turbina a gas è oggetto di grande interesse per svariate ragioni quali: compattezza, semplicità della macchina, affidabilità, ridotti costi d’investimento, rapidità nella costruzione ed elevati rendimenti di conversione termica. Ciononostante, uno dei limiti più riconosciuti della tecnologia è certamente la necessità di usare combustibili puliti e pregiati, tipicamente il gas naturale. 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”. Il principio su cui si basa la tecnologia prevede una completa separazione tra il fluido che opera il ciclo di lavoro (aria) ed i fumi di combustione che, mediante scambiatori dedicati, cedono calore all’aria che espande in turbina. Si tratta quindi di un ciclo Joule rigenerativo in cui al posto del combustore viene introdotto uno scambiatore di calore con lo scopo di riscaldare l’aria elaborata dal compressore prima che questa espanda in turbina. Nonostante però questo tipo di configurazione sia stato a lungo studiato e sviluppato, i limiti di temperatura imposti dai materiali impiegati per realizzare gli scambiatori di calore e i fenomeni di ossidazione cui essi sono sottoposti, risultano ad oggi ancora fattori estremamente limitanti in termini di prestazioni 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). Si ricorda che l’impianto è costituito dall’accoppiamento di due microturbine a combustione esterna di potenza nominale di 80 kWe ciascuna, alimentate a cippato proveniente dal comparto agroforestale, con un ciclo Rankine a fluido organico della potenza nominale di 110 kW_el, adatto per lo sfruttamento di sorgenti termiche a bassa entalpia. L’attività svolta ha permesso una completa caratterizzazione energetica della tecnologia in oggetto evidenziandone i limiti operativi allo stato di evoluzione attuale. Le prove di caratterizzazione hanno infatti previsto condizioni di lavoro prossime alle nominali di progetto con il conseguente raggiungimento di temperature dell’aria in aspirazione alle due EFMGT di circa 800°C ed una potenza massima erogata di circa 60 kW_el per ciascuna macchina. Parallelamente, per comprendere a fondo le origini del fenomeno di ossidazione ed individuare possibili soluzioni del problema, è stata svolta una indagine ad ampio spettro, che ha comportato l’esecuzione di svariate attività di analisi dei campioni di particolato solido prelevati e dei campioni metallici esposti sulla sonda multi materiale (MM) sviluppata da RSE. Infine, grazie ad una collaborazione non onerosa con il Politecnico di Milano, si è sviluppato un modello matematico di uno dei due scambiatori fumi/aria presenti in impianto. Il confronto tra i valori registrati durante le prove di caratterizzazione ed i risultati forniti dal modello matematico, oltre a costituire una buona base per la validazione del modello,, hanno reso questo strumento rappresentativo dello scambiatore presente in impianto e quindi impiegabile per simulazioni in cui, con lo scopo di superare i limiti di scambio termico ad oggi riscontrati, si intendano variare i materiali con cui poter realizzare gli scambiatori fumi/aria. Simulazioni di questo tipo, unitamente ai risultati ottenuti grazie alla sonda di corrosione/ossidazione, potrebbero quindi portare, in un prossimo futuro, all’adozione di soluzioni tecniche tali da render la tecnologia ancor più competitiva.