ENEA - Integrazione di sistemi cogenererativi innovativi di piccolissima taglia nelle reti di distribuzione dell’energia elettrica, termica e frigorifera

Il progetto è articolato nelle seguenti attività: (A). investigare la possibilità e le problematiche dell’impiego di sistemi cogenerativi innovativi, quali, ad esempio, motori Stirling, microcicli Rankine, a vapor d’acqua o a fluido organico (ORC), micro motori a combustione interna o microturbine a gas con IBC, microcogeneratori termofotovoltaici (TPV), nella produzione combinata di energia elettrica e calore, per taglie di potenza elettrica fino a 5 kW. In particolare, visto che tali tecnologie sono per lo più o diffuse, ma per taglie decisamente superiori a quelle qui indagate, o ancora a livello prototipale, ci si propone di analizzare la fattibilità tecnico-economica dello scale-down di tecnologie note e l’effettiva concretezza realizzativa delle soluzioni prototipali, evidenziando così le tecnologie più promettenti sulle quali svolgere le analisi di cui ai punti successivi. Individuare esempi di successo (“case study”) nazionali, ove presenti, ed internazionali, ove significativi, analizzando per questi ultimi le principali condizioni al contorno (legislazione vigente, soluzioni per la connessione alla rete, meccanismi di incentivazione, ecc.) per il confronto con il contesto italiano. Estendere l’analisi, ai fini delle valutazioni di cui al successivo punto (G), alle taglie di potenza considerate interessanti per applicazioni delle tecnologie individuate. (B). valutare le potenzialità di tali sistemi nelle applicazioni di cogenerazione e/o trigenerazione per utenze con fabbisogni termici a medio/bassa temperatura e con richieste termiche e frigorifere tipiche del condizionamento. Ovvero, essendo la richiesta energetica delle utenze in oggetto variabile nell’anno e generalmente sconosciuta la curva di utilizzo annuale di elettricità, calore e freddo, è di fondamentale importanza analizzare la naturale attitudine di ciascun sistema in risposta a tali variazioni di richiesta. (C). confrontare le prestazioni energetiche ed ambientali conseguibili - in termini di risparmio di energia primaria e di emissioni ad impatto globale e locale - con tali sistemi, comparandoli tra loro e mettendoli in relazione a quelle che sono le soluzioni convenzionali esistenti, ovvero la produzione centralizzata di elettricità e distribuita di calore e freddo. (D). indagare le problematiche della connessione e integrazione con la rete elettrica. Ci si propone di analizzare l’esercizio ottimale del sistema di generazione considerando la possibilità di funzionamento dell’impianto elettrico d’utenza del quale fa parte sia quando questo è connesso alla rete pubblica esterna sia in condizioni d’isola di carico, mediante l’ausilio, oltre che di eventuali dispositivi di accumulo, di uno specifico sistema automatico di gestione delle risorse energetiche e dei carichi elettrici. (E). analizzare le problematiche dell’integrazione dei sistemi cogenerativi con la rete di distribuzione del calore e del freddo, prevedendo ed ottimizzando la presenza e il dimensionamento di sistemi di accumulo termico e/o di caldaie integrative, con l’obiettivo di minimizzare, e possibilmente eliminare, la dissipazione del calore cogenerato in eccesso, attraverso l’uso di dissipatori di calore. Infatti la presenza di tali sistemi si rende spesso necessaria al fine di poter compensare la non contemporaneità dei picchi delle richieste elettrica, termica e/o frigorifera. (F). determinare i vincoli e le barriere esistenti per le tecnologie innovative proposte, ovvero individuare quali sono gli impedimenti che tali tecnologie potrebbero incontrare in una diffusione capillare, tenendo presente che si tratta di sistemi destinati ad una utenza “non esperta”. (G). individuare metodologie di valutazione semplificata dei risparmi energetici conseguibili con l’applicazione delle tecnologie di micro-cogenerazione, tra quelle analizzate, considerate più mature per la predisposizione di nuove schede standardizzate ai fini del meccanismo dei TEE. L’analisi si svilupperà sulla base di quanto richiesto dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas nella scheda “Contenuti minimi delle proposte di schede tecniche” e sarà estesa a taglie, anche superiori a 5 kW, idonee ad applicazioni nel settore civile. In questo modo l’attività risulterà preliminare e propedeutica all’azione svolta dall’ENEA nell’ambito dell’apposita Convenzione con l’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas inerente al meccanismo dei titoli di efficienza energetica