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Perché per un sistema di cogenerazione le dimensioni sono importanti

Scoprite gli aspetti principali che gli ingegneri devono considerare per il corretto dimensionamento delle unità di cogenerazione al fine di ottenere risparmi energetici ottimali.

Per gli ingegneri che si occupano delle specifiche della cogenerazione è essenziale che la relativa unità sia delle dimensioni corrette, in quanto questo è un aspetto cruciale per l'idoneità di un progetto. Un'unità di cogenerazione di dimensioni inferiori o maggiori non raggiungerà i principali risparmi nei consumi energetici e nei costi, né avrà un periodo di recupero dell'investimento (pay-back time) soddisfacente.

Un'unità di cogenerazione di dimensioni inferiori potrebbe funzionare con una potenza al 100%, ma non offrire potenziali risparmi nei costi e nelle emissioni di CO2 a causa della carenza di energia, il che significa:

•             Ulteriore energia elettrica importata dalla rete.

•             Caldaie necessarie per eventuali carenze di riscaldamento.

•             Periodi di recupero maggiori.

Gli ingegneri devono essere consapevoli che un'unità di cogenerazione di dimensioni maggiori potrebbe soddisfare completamente il bisogno energetico, ma non consentire di raggiungere i potenziali risparmi:

•             La cogenerazione funzionerà a un livello inferiore alla sua piena potenzialità, a meno che non si scelga di esportare parte dell'energia generata.

•             Risparmi potenziali relativamente a fondi e incentivi che supportano la cogenerazione.

•             Periodi di recupero più lunghi.

Per il corretto dimensionamento di un sistema di cogenerazione in qualsiasi sito, gli ingegneri devono considerare alcuni punti chiave:

1. Profili relativi a riscaldamento ed energia elettrica

È necessario stabilire l'efficienza dei sistemi esistenti: verificare se è possibile identificare ulteriori misure di miglioramento. Per determinare in modo preciso i profili energetici del sito sono necessari dati affidabili basati sull'ora per quanto riguarda i fabbisogni di calore ed energia elettrica.

2. Tracciamento del carico elettrico e termico

Le fluttuazioni dei fabbisogni di energia elettrica e termica potrebbero essere regolati impostando l'unità di cogenerazione in modo che tracci o soddisfi i profili energetici variando o modulando la sua potenza.

3. Accordo sui costi dell'energia di riferimento

L'unità di cogenerazione deve essere dimensionata per funzionare con una potenza elettrica e termica di riferimento ottimale. Occorrerà un accordo, se necessario, per:

•             Fornire eventuali carenze di energia elettrica dalla rete e calore dalle caldaie in loco.

•             Far funzionare la cogenerazione leggermente al di sopra del riferimento termico al fine di produrre una maggiore potenza elettrica per maggiori risparmi finanziari.

4. Scaricare o non scaricare?

Qualora il sistema di cogenerazione funzioni al di sopra del riferimento termico, potrebbe essere necessario "scaricare" o rifiutare qualsiasi eccesso di energia termica per mantenere operativo il sistema stesso. Lo "scaricamento" si ottiene di solito utilizzando un radiatore/raffreddatore ad aria secca di dimensioni appropriate.

5. Implicazioni/sensibilità future dello spread dell'energia

Lo spread dell'energia rappresenta la differenza tra il prezzo di acquisto del carburante dell'unità di cogenerazione e il prezzo di vendita dell'energia elettrica prodotta e influisce in modo significativo sui vantaggi complessivi della cogenerazione. I costi relativi alle emissioni di carbonio possono avere un forte impatto sullo spread dell'energia.

6. Applicazione dell'inflazione delle utenze

Per garantire l'idoneità finanziaria dei progetti di cogenerazione, gli ingegneri devono effettuare un'analisi dei livelli delle tariffe di carburante ed energia elettrica associate e calcolare l'effetto di qualsiasi potenziale aumento inflazionario.

7. Regole generali per i calcoli dei risparmi

•             Le unità di cogenerazione devono funzionare con un fabbisogno di calore elevato e costante per almeno 4.500 ore all'anno.

•             Le applicazioni di cogenerazione idealmente richiedono uno spread dell'energia pari a circa 3 o superiore.

•             La cogenerazione deve funzionare bene, vale a dire con un'efficienza elettrica superiore al 20%.

Considerazioni conclusive:

•             Utilizzare profili energetici precisi per dimensionare le unità di cogenerazione e soddisfarne i requisiti.

•             Scegliere unità di cogenerazione che corrispondano ai riferimenti energetici e utilizzare lo "scaricamento" se vantaggioso.

•             Valutare sempre i costi delle utenze e gli aumenti inflazionari associati.