In un impianto di cogenerazione, un motore a combustione interna alimentato a gas aziona un generatore per produrre elettricità. Il calore risultante nel processo viene estratto dall’acqua di raffreddamento e dai gas di scarico tramite scambiatori di calore e utilizzato.
Impianto di cogenerazione: Calore ed elettricità per uso commerciale
Contatto Business Unit CommercialeGli impianti di cogenerazione sviluppati da Viessmann sono progettati per l’uso nel settore commerciale e in quello municipale. Pertanto, hanno fasce di potenza elevate e si adattano ai processi operativi per una fornitura sicura di elettricità, riscaldamento/raffreddamento e acqua calda. In questo modo, investite non solo in una maggiore efficienza, ma anche nel futuro.
I dispositivi compatti della gamma di prodotti Vitobloc 200 realizzano l’idea fondamentale di impianti di cogenerazione decentralizzati e termocontrollati: In unità relativamente piccole, da un lato si produce elettricità per il proprio fabbisogno, dall’altro lato il calore generato allo stesso tempo si utilizza per il riscaldamento, in gran parte senza perdite. L’elettricità non richiesta può essere immessa nella rete pubblica ottenendo una remunerazione dall’impresa di fornitura di energia elettrica.
Perché un impianto di cogenerazione (CHP)?
La maggior parte dell’elettricità prodotta in Germania è generata in centrali elettriche a condensazione. Ciò significa che la conversione dell’energia termica in elettricità avviene attraverso una turbina a vapore. Il livello di efficienza medio di tutte le centrali elettriche convenzionali è pari a circa il 38%. Ciò significa che oltre il 60% dell’energia utilizzata è rilasciata inutilizzata nell’ambiente come calore di scarto.
Un impianto di cogenerazione fa un ulteriore passo avanti e utilizza anche il calore di scarto, aumentando così l’efficienza complessiva dell’impianto. Negli impianti di cogenerazione di grandi dimensioni, ciò avviene tramite tubazioni di teleriscaldamento. Tuttavia, il potenziale di sviluppo ha già raggiunto il limite. Dopotutto, l’utilizzo è possibile solo se nelle vicinanze della centrale elettrica che genera l’elettricità sono presenti anche grandi consumatori di calore, come le aree residenziali.
È qui che entra in gioco l’idea di impianti di cogenerazione decentralizzati e a controllo termico (CHP): in unità relativamente piccole si genera elettricità, mentre il calore generato contemporaneamente non deve essere trasportato su lunghe distanze (e quindi con perdite elevate), ma può essere consumato immediatamente. Inoltre, si eliminano anche le perdite che si hanno durante la distribuzione dell’energia.
Alimentazione elettrica decentralizzata con impianto di cogenerazione
Le centrali elettriche producono solitamente solo elettricità. Il calore accumulato si disperde. Al contrario, la cogenerazione (CHP) utilizza fino al 36% in meno di energia primaria e questo comporta una significativa riduzione dei costi energetici.
Struttura e funzionamento di un impianto di cogenerazione
Un impianto di cogenerazione è costituito essenzialmente da un motore, un generatore sincrono e uno scambiatore di calore. Il generatore sincrono (macchina da lavoro) azionato dal motore a combustione interna (macchina motrice) genera corrente alternata trifase (corrente trifase) con una frequenza di 50 Hz e una tensione di 400 volt, destinata solitamente all’autoconsumo.
Il collegamento elettrico avviene con la rete a bassa tensione (livello 0,4 kV). Solitamente, gli impianti di cogenerazione sono gestiti parallelamente alla rete pubblica, ma grazie all’impiego di generatori sincroni il loro funzionamento può essere anche sostitutivo della rete. L’elettricità in eccesso può essere immessa nella rete dell’azienda fornitrice di energia.
Il motore emette calore, assorbito successivamente dall’olio lubrificante, dall’acqua di raffreddamento del motore e dai gas di scarico nel cosiddetto “circuito di raffreddamento interno” e trasmesso al sistema di riscaldamento tramite uno scambiatore di calore a piastre.
Questo sistema di produzione e utilizzo dell’energia è chiamato cogenerazione, ossia combinazione di potenza e calore (CHP, combined heat and power) perché l’energia meccanica (potenza) generata dal motore e l’energia termica (calore) rilasciata quando il generatore è azionato dal motore vengono utilizzate contemporaneamente.
Per rendere economicamente conveniente l’uso di un impianto di cogenerazione, è necessario che l’impianto funzioni per un lungo periodo di tempo. Quanto più a lungo un impianto di cogenerazione può fornire calore ed elettricità a un sistema, tanto prima sarà ammortizzato. Fatte salve alcune eccezioni (ad esempio, l’alimentazione di emergenza), il progetto si concentra sul calore. L’impianto di cogenerazione è “termocontrollato”.
Curva di durata annuale - dimensionamento della potenza di un impianto di cogenerazione
Se si osserva la distribuzione abituale della potenza termica nell’arco di un anno (curva di durata annuale), risulta chiaro che un impianto di cogenerazione non deve essere troppo grande. La sua potenza termica è dimensionata in modo tale che il calore possa ancora essere assorbito anche nei periodi di minor consumo.
Per raggiungere almeno 4500 ore di funzionamento, si può assumere come valore indicativo circa il 20% della potenza della caldaia come potenza termica dell’impianto di cogenerazione per il riscaldamento dell’edificio.
Per quanto riguarda il calore, l’impianto di cogenerazione funziona in parallelo con una caldaia. Entrambi i generatori di calore sono collegati all’impianto di riscaldamento, all’impianto di produzione di acqua calda sanitaria o ad altre utenze di calore, come ad esempio una piscina.
Secondo il profilo di consumo dell’edificio, può essere preferibile utilizzare un accumulatore tampone per acqua calda sanitaria per consentire all’impianto di cogenerazione di funzionare il più a lungo possibile e senza interruzioni.
Per quanto riguarda l’elettricità, la priorità è quella di coprire l’autoconsumo dell’edificio. Se lì non sono presenti altre utenze disponibili, si immette l’elettricità nella rete pubblica ricevendo una remunerazione.
Corrente elettrica: per l’autoconsumo o per l’immissione nella rete
Nelle unità adeguate alle rispettive esigenze di produce elettricità per l’autoconsumo. L’elettricità non richiesta può essere immessa nella rete pubblica ottenendo una remunerazione dall’impresa di fornitura di energia elettrica.
Calore: utilizzo efficiente e quasi senza perdite
A differenza delle centrali elettriche, tuttavia, il calore generato in un impianto di cogenerazione non si perde. Il calore viene immesso nella rete di riscaldamento. Insieme a un altro generatore di calore, ad esempio una caldaia, l’edificio riceve una fornitura di elettricità, calore e acqua calda quasi senza perdite. E: anche il fabbisogno di raffrescamento può anche essere coperto completamente o parzialmente tramite l’accoppiamento con refrigeratore ad assorbimento o ad adsorbimento.
Display di un Vitobloc 300 di tipo NG
Poiché un impianto di cogenerazione si ripaga essenzialmente grazie ai costi di acquisto dell’elettricità che si evitano (e non attraverso una tariffa di immissione nella rete), è necessario tenere conto anche del consumo di energia elettrica nell’immobile. Ciò fa sorgere tre semplici domande che possono essere utilizzate per verificare rapidamente se l’impiego di un impianto di cogenerazione Vitobloc è sensato:
- La potenza richiesta della caldaia è superiore a 60 kW o il consumo di gas è superiore a 90000 kWh/a (riferito al potere calorifico superiore)?
- Il consumo annuo di elettricità è superiore a 32000 kWh?
- Si consumano contemporaneamente calore ed elettricità?
Se a tutte le domande si può rispondere “Sì” e se è disponibile un allacciamento al gas, allora vale la pena considerare le cose più in dettaglio.
Vitobloc 200 e 300 - compatti, silenziosi e pronti di fabbrica per l’allacciamento
Vitobloc 300 NG 15 e Vitobloc 300 NG 20 sono unità compatte, già predisposte per il collegamento, con un generatore sincrono raffreddato ad acqua per la produzione di corrente trifase e acqua calda. Grazie alla bassa rumorosità di funzionamento e all’ingombro ridotto, sono adatti sia per gli edifici di nuova costruzione che per gli ammodernamenti.
Gli impianti di cogenerazione Vitobloc 300 sono adatti per il gas naturale, il biogas, il gas liquido e per l’aggiunta del 20% di idrogeno. Grazie alla tecnologia a condensazione integrata, è possibile ottenere un’efficienza complessiva fino al 107,3% (Vitobloc 300 tipo NG 20).
Vitobloc della serie 200
Gli impianti di cogenerazione come il Vitobloc 200 tipo EM-100/167 di Viessmann convincono per la loro efficienza. Gli impianti di cogenerazione Vitobloc 200 richiedono solo una manutenzione particolarmente facile con intervalli. Alcuni dispongono di tecnologia a condensazione integrata e raggiungono quindi un’efficienza complessiva fino al 95%. Inoltre, sono modulabili elettricamente fino al 50% e possono funzionare sia a conduzione di calore che di corrente elettrica. Altri punti di forza dell’impianto di cogenerazione Vitobloc 200 sono l’ampia dotazione tecnica con contatore elettrico e connessioni flessibili per gas, fumi, aria di scarico e acqua di riscaldamento, nonché la calotta fonoassorbente di serie che assicura una rumorosità di funzionamento notevolmente ridotta.
Informazioni attuali per l’esenzione dalla sovrattassa EEG per gli impianti di cogenerazione
La cosiddetta legge sull’energia (Energiesammelgesetz) è entrata in vigore il 01.01.2019. Contiene emendamenti alla legge sulle fonti energetiche rinnovabili e alla legge sulla cogenerazione. Il primo riguarda principalmente la riduzione della sovrattassa EEG per gli impianti di cogenerazione più recenti e altamente efficienti. Al riguardo, è essenziale osservare i seguenti punti:
- i nuovi impianti di cogenerazione e gli impianti di cogenerazione entrati in funzione dal 1° agosto 2014 e con una potenza elettrica inferiore a uno o superiore a dieci megawatt continueranno a pagare solo il 40% della sovrattassa EEG.
- Tutti i nuovi impianti di cogenerazione in aziende con elevati costi elettrici continueranno a pagare solo il 40% della sovrattassa EEG.
- Per gli altri nuovi impianti di cogenerazione, il privilegio di una riduzione al 40% della sovrattassa EEG sussiste solo se l’impianto di cogenerazione funziona per meno di 3.500 ore di pieno utilizzo all’anno. Per gli impianti di cogenerazione con un utilizzo maggiore, il prelievo medio aumenta con continuità e raggiunge il valore della sovrattassa EEG completa con 7.000 ore di pieno utilizzo all’anno.
- Per i nuovi impianti di cogenerazione costruiti tra il 1. agosto 2014 e il 31. dicembre 2018 e che rientrano nel punto tre di questo elenco, si applica un regime transitorio graduale fino al 2019 o al 2020.
- Il compromesso si applica retroattivamente fino al 1. gennaio 2018. In base a ciò, una parte della sovrattassa EEG pagata al 100% torna ai gestori degli impianti di cogenerazione.
Gli emendamenti alla legge sulla cogenerazione riguardano, tra l’altro, l’aspetto delle sovvenzioni. Questi sono stati prorogati fino al 2025 per i nuovi impianti, mentre per gli impianti già esistenti le sovvenzioni sono state ridotte. Inoltre, d’ora in poi si ha un’esclusione del culmine. Non sono consentite ulteriori sovvenzioni oltre a quelle previste dalla legge sulla cogenerazione.
Il partner giusto per il vostro impianto di cogenerazione: Viessmann
Viessmann Kraft-Wärme-Kopplung GmbH (ex ESS - Energie Systeme & Service GmbH) è lo specialista del Gruppo Viessmann in materia di cogenerazione e fa parte dell’azienda dal 2008. Con oltre 25 anni di esperienza in questo settore di prodotti, Viessmann offre sistemi efficienti a gas per la generazione combinata di calore ed elettricità. Oltre ai prodotti di serie, si producono anche impianti di cogenerazione appositamente adattati alle esigenze del cliente.
Il motore a combustione alimentato a gas per un impianto di cogenerazione
Impianti di cogenerazione - Sistemi efficienti alimentati a gas per la generazione combinata di calore ed elettricità
Gli impianti di cogenerazione (CHP) alimentati a gas generano contemporaneamente energia elettrica e calore in base al principio della cogenerazione di calore ed elettricità. Uno speciale motore a combustione interna alimentato a gas, progettato per una resa elevata, aziona il generatore per produrre elettricità. Per la sua potenza, è adatto per complessi residenziali e imprese commerciali. Per quanto riguarda il calore, l’impianto di cogenerazione funziona in parallelo con una caldaia. Entrambi i generatori di calore sono collegati all’impianto di riscaldamento per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria e dell’acqua potabile.
Gli impianti di cogenerazione Viessmann sono giocatori di squadra. Essi offrono la massima efficienza in un sistema personalizzato in base alle rispettive esigenze. Questo inizia con la tecnologia di sistema, ad esempio con i quadri elettrici ad armadio per le funzioni di controllo di livello superiore, e si estende fino ai contratti di manutenzione personalizzati.
Gamma di prodotti: Impianti di cogenerazione fino a 530 kWel e 660 kWth
Un impianto di cogenerazione lavora in modo estremamente ecologico: Oltre a un risparmio di energia primaria fino al 36%, rispetto alla generazione convenzionale di elettricità e calore, le emissioni di CO₂ sono notevolmente inferiori. Con oltre 25 anni di esperienza in questo settore di prodotti, Viessmann offre sistemi efficienti a gas per la generazione combinata di calore ed elettricità. Oltre ai prodotti di serie, si producono anche impianti di cogenerazione appositamente adattati alle esigenze del cliente.
Documenti, moduli e brochure attuali da scaricare
Qui sono disponibili le schede tecniche sugli impianti di cogenerazione. Altri moduli sono disponibili su richiesta. Rivolgetevi al vostro rappresentante Viessmann.
Schede tecniche/dati tecnici (PDF)
Le schede tecniche di tutti gli impianti di cogenerazione Vitobloc sono disponibili da scaricare nel nostro database ViBooks.
Certificati delle unità
Certificati specifici per ogni unità di generazione per dimostrare la conformità di un impianto di generazione progettato ai requisiti delle presenti Regole di applicazione VDE.