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rapporti - Deliverable

Sperimentazione di un impianto di trigenerazione con microturbina a gas e frigorifero ad assorbimento. Caratterizzazione tecnica-ambientale e interfacciamento alla rete di un motore a combustione interna e di un motore Stirling per applicazioni

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Sperimentazione di un impianto di trigenerazione con microturbina a gas e frigorifero ad assorbimento. Caratterizzazione tecnica-ambientale e interfacciamento alla rete di un motore a combustione interna e di un motore Stirling per applicazioni

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Ricerche su Reti Attive, Generazione Distribuita e Sistemi di Accumulo – Generazione distribuita e sistemi di accumulo” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. Il Capitolo 1 si propone di descrivere i risultati conclusivi dell’attività sperimentale condotta sull’impianto trigenerativo sito c/o ERSE S.p.A. La progettazione e la realizzazione dell’impianto sono state effettuate nell’ambito del progetto RdS GENDIS21 (“La generazione distribuita per il miglioramento della qualità del servizio elettrico e dell’ambiente” , sottoprogetto COGEN [1] [2]). Durante tale fase si è inoltre previsto lo sviluppo di un sistema di controllo dedicato in modo da poter esercire l’impianto secondo 7 differenti modalità operative: una modalità di base, per un funzionamento che non prevede la supervisione da parte di un operatore, quattro modalità di inseguimento di carico termico, elettrico e frigorifero ed infine due modalità manuali. Un esercizio continuativo dell’impianto in assetto cogenerativo è stato oggetto delle precedenti campagne sperimentali; tali attività hanno portato, mediante l’utilizzo di alcune delle condizioni operative sopra citate [1] [2] [3] [4], ad una completa caratterizzazione energetica del sistema, evidenziandone i limiti operativi, gli ambiti di impiego ed i vantaggi conseguibili derivanti dall’adozione di un sistema come quello presentato. Per quanto concerne la sperimentazione in assetto trigenerativo, in relazione alle problematiche di accoppiamento [3] riscontrate, durante lo scorso anno sono state effettuate significative modifiche, tra le quali, ad esempio, l’installazione di un nuovo scambiatore fumi/acqua e la sostituzione del dissipatore termico che simula l’utenza frigorifera. In seguito ad alcune verifiche preliminari riguardanti la nuova componentistica installata, è stato possibile esercire con successo ed in maniera continuativa, l’impianto in assetto trigenerativo. Nei relativi sottocapitoli saranno descritte ed analizzate in dettaglio ogni singola fase della campagna sperimentale: il collaudo preliminare, la pianificazione delle prove e delle procedure operative, l’elaborazione dei dati e l’analisi dei risultati ottenuti. Il Capitolo 2 è dedicato alla sperimentazione effettuata presso i laboratori ERSE su due sistemi di microcogenerazione domestica che adottano, rispettivamente, una innovativa tecnologia a motore Stirling ed una tradizionale soluzione con motore a combustione interna. Ad introduzione dell’attività sperimentale si riporta una breve panoramica riguardo allo stato dell’arte della microcogenerazione residenziale e alle caratteristiche del fabbisogno termico ed elettrico di un’utenza domestica tipica. Una volta definito l’ambito d’impiego e le altre principali tecnologie concorrenti vengono quindi riportati i risultati delle prove di caratterizzazione energetico-ambientale effettuate sull’unità CHP1 (motore Stirling) fornita da Ariston Thermo Group e sul sistema AISIN TOYOTA GECC60A1 con motore a combustione interna. Ove possibile, i due sistemi sono stati sottoposti alla medesima tipologia di prove, caratterizzandoli, in condizioni stazionarie, a diverse richieste di carico termico e di temperatura dell’acqua in mandata al circuito di riscaldamento. E’ stata inoltre simulata una tipica giornata invernale di funzionamento in un appartamento del Nord Italia, al fine di valutare l’adeguatezza dei sistemi alle richieste termiche ed elettriche di un possibile utente. Per il solo sistema con motore a combustione interna, in grado di operare anche in una configurazione ad inseguimento del carico elettrico, è stata effettuata un’ulteriore caratterizzazione termica in questa modalità di funzionamento. A completamento della caratterizzazione, un’apposita campagna di prove è stata dedicata alla valutazione delle emissioni in ambiente e, per il solo motore Stirling, anche a misure di Power Quality, per valutare la presenza di eventuali disturbi causati dal sistema in seguito alla sua connessione alla rete come generatore.

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