Esiste un alternativa ai combustibili tradizionali, al loro costo costantemente in aumento e al disastro ambientale di cui sono responsabili?  Ovviamente si, esistono le cosiddette fonti rinnovabili! Ma voi potreste pensare: “Si ma gli impianti a fonti rinnovabili costano e poi, quali fonti?” Se parliamo appunto di rinnovabili a tutti vengono in mente FV e eolico, punto. Esistono stufe (Pellets) che sono macchine in grado di produrre sia energia elettrica che energia termica. In particolare si può produrre , a seconda dell´utilizzo che se ne fa, da 1,5 a 3 kW ora di energia elettrica e da 4,5 a 10,5 kW ora di energia termica.  Come in tanti altri casi non ci risulta che esistano aziende italiane produttrici o che abbiano mai pensato di fare ricerca in tal senso. La parola cogenerazione ai più non dice nulla, eppure : Direttiva 2004/8/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, dell’11 febbraio 2004, sulla promozione della cogenerazione basata su una domanda di calore utile nel mercato interno dell’energia e che modifica la direttiva 92/42/CEE.

A partire dallo scorso mese di luglio E.ON sostiene in Germania il lancio sul mercato dei sistemi di micro-cogenerazione di calore ed energia insieme ai produttori Brötje, Remeha, Senertec, Vaillant e Viessmann. La compagnia energetica Lichtblick ha fatto squadra con i produttori di autoveicoli Volkswagen per realizzare una rete di impianti termoelettrici a gas a misura di cittadino. Si tratta di mini-centrali domestiche col motore della Golf. La corrente in esubero andrà in un accumulatore e sarà ridistribuita tra i clienti….

 

Ora questo succede appunto in Germania…… saremo costretti ancora una volta ad importare questi prodotti dall’estero ?

 

In Italia Sargo consulenze agisce a livello informativo e inserisce dopo attenta analisi le migliori tecnologie sviluppate in una pianificazione territoriale attenta al territorio e ai suoi abitanti.

Naturalmente l’utilizzo di pellet forniti da biomassa locale è la soluzione su cui incentrare la progettazione.

 

Vediamo le caratteristiche della stufa presa in esame:

  Bruciatore

Combustibile:   pellets (di legno)
Potenza in kW: 7,5 – 14, 9
Ispezione: una volta all’anno
Manutenzione: solo dopo segnalazione di
errore Controllo comando: microcontrollo 16-bit.
Comando manovra: schermo tattile grafico
(touchdisplay grafico) Sistema a bus interno tramite
RS 485Interfaccia RS 232 per modem o pc.
Pilotaggio per almeno 2 circuiti di riscaldamento e
acqua calda sanitaria.
Possibilità per altri commandi

Alimentazione

Serbatoio – Pellet  -> 80 litri per almeno 24 ore
di funzionamento. Alimentazione pellet dalla
dispensa/ dal silos sacco/ dal serbatoio interrato
fino alla  sunmachine-estrazione a vuoto con
comando giorno/notte (sistema chiuso).
Alimentazione bruciatore-coclea da trasporto flessibile.

Scarico

Meccanismo come richiesto per caldaia a
condensazione a gas

Motore Stirling

Quantità cilindri:                       1
Cilindrata:                                520 ccm
Giri:                                         500 -1000/ min.
Gas attivo:                               azoto
Pressione di essercizio:            33 bar
Rendimento del motore:            33-36%.

Inverter

Inserimento nella rete:               a una fase, 230 V 50 Hz.
Potenza nominale:                    3450 W
Potenza di picco:                     3800 W
Tensione di ingresso:                350 – 600 volt
Rendimento mass:                    95,7%
Controllo rete:                           3 fasi.

BHKW

Potenza inserimento rete:                1,5 – 3 kW
Potenza termica:                             4,5 – 10,5 kW
Rendimento elettrico:                       20 – 25 %
Rendimento totale:                          ca. 90 %
Temperatura di mandata mass:         85° C
Temperatura di ritorno ottima
per funzionamento potere calorifico:   30°C
Emissione acustica:                         49 – 54 dB
Colore:                                            verde blu
Peso:                                              ca. 350 kg
Misure:                                           800 x 1200 x 1500

Serbatoio calore consigliato

Serbatoio consigliato  -serbatoio con produzione
acqua fresca e sanitaria integrata e scambiatore
calore solare volume minimo 500 litri Salvo modifiche
tecniche.I valori elencati in questo documento di dati
tecnici, diventano vincolanti solo dopo la dichiarazione di obbligatorietà.

PDF da scaricare

 

Relazione tecnica:

La Sun-Machine è una macchina co – generatrice in grado di produrre 3 Kwh di energia elettrica e 10.5 Kwh di energia termica.

Per fare questo la suddetta macchina consuma circa 3 Kg di pellets l’ora, gassificandoli.
Nel processo di Massificazione vengono prodotti precisamente 15 Kwh di energia.
I suddetti 15 Kwh vengono così utilizzati:
3 Kwh vengono utilizzati per produrre l’energia elettrica di cui sopra
10.5 Kwh vengono utilizzati per produrre energia termica (di cui specificherò le caratteristiche in seguito).
1.5 Kwh vengono dissipati.

Caratteristiche delle produzioni energetiche ottenute:

I 3 Kwh di energia elettrica vengono prodotti mediante un motore Stirling  e possono essere impiegati per un qualsiasi utilizzo ma il target ottimale in tal senso è rappresentato dall’uso domestico.
I 10.5 Kwh di energia termica hanno un utilizzo adattabile a seconda delle esigenze, questa adattabilità dipende però fortemente dall’ impiantistica di corredo.

Questi 10.5 Kwh termici sono recuperati utilizzando l’acqua di raffreddamento del motore Stirling che è alla temperatura di circa 80 gradi.
Gli step di recupero prevedono i seguenti passaggi di temperatura:
1) 80 °C all’uscita del raffreddamento
2) 70 °C all uscita di uno scambio termico montato internamente alla macchina.
3)65 °C all’uscita di un’ eventuale serbatoio di acqua calda

A titolo di esempio, l’acqua così prodotta può essere impiegata in radiatori termici, inquanto giungerebbe a questi ad una temperatura superiore ai 60 °C, ed è in grado di riscaldare una casa di 150 m2 circa.

I restanti 1.5 Kwh di energia vengono dispersi nell’ambiente mediante i gas di scarico che hanno una temperatura di circa 55 °C.

Si sta cercando di riutilizzare anche questa energia mediante scambio termico
dei gas a fini di riscaldamento, portando così il rendimento energetico totale
poco oltre il 92%.

 

Caratteristiche del motore Stirling.

Si tratta del motore Stirling, a parità di energia elettrica prodotta, in assoluto più piccolo e più affidabile al mondo.
Le dimensioni massime sono approssimativamente: altezza 50 cm, larghezza
45cm, profondità 18/20 cm.
Il dato fondamentale riguardo l’affidabilità riguarda il numero di giri al minuto
che compie questo motore, solamente 1000 giri al minuto ( nei prossimi sviluppi si prevede di portarli a 800), il che consente di avere un affidabilità tale da prevedere un primo controllo dopo 80000 ore (cioè 9 anni, 1 mese, 17 giorni, 10 ore e 48 minuti). Va detto che dagli esperimenti è risultato un numero di ore necessario per il primo controllo maggiore di 80000 abbiamo preferito sottostimarlo per garantire l’utenza.
Ogni controllo consiste in un aperture della macchina e in un testing del gas di
lavoro nello Stirling ( Azoto) e della lubrificazione.

Eventualmente ne saranno aggiustate delle parti usurate.

 

Caratteristiche di esercizio della macchina.

Il primo controllo sull’ usura della macchina va effettuato proprio dopo 80000 ore (ovvero 9 anni, 1 mese, 17 giorni, 10 ore e 48 minuti) inquanto il motore Stirling è la parte più soggetta all’usura dell’ intera macchina.
La macchina va inoltre aperta massimo 2 volte l’anno per una pulitura generale delle ceneri (biodegradabili) e del gassificatore.
La macchina va aperta due volte l’anno se viene utilizzata a ciclo continuo.
Prescindendo dal tipo di impiantistica che utilizza i 10.5 Kwh termici e che dissipa gli 1.5 Kwh, termodinamicamente il buon funzionamento del motore Stirling, sia per quanto riguarda l’usura che il rendimento, necessita di una dissipazione di almeno 8.5 Kwh sull’ ammontare energetico iniziale, ovvero 15 Kwh.

 

Alimentazione e scarichi della macchina.

Come già detto in precedenza la macchina utilizza circa 3 Kg di pellets all’ora per produrre i risultati energetici di cui sopra.
La Casa produttrice Sun – Machine consiglia vivamente, al fine di garantire un buon funzionamento della macchina e il rispetto dei parametri tecnici oggetto di questa relazione, di utilizzare solo pellets di tipo D.I.N. (Deutch, Industries, Normal) , cioè i pellets standard tedeschi, o di qualità naturale equivalente.
Il tenore di ceneri, che vengono rilevate esclusivamente durante la pulitura della macchina è inferiore allo 0.03% (perfettamente entro la norma).
Il tenore di polveri sottili rilevabili nei gas di scarico è anch’esso inferiore allo 0.03% (perfettamente a norma).
Va notato che il tenore delle ceneri e delle polveri sottili prodotti dalla gassificazione risulta talmente basso che non risulta quantitativamente rilevabile.
I gas di scarico risultano talmente poveri di polveri che non necessita alcun filtro interno alla macchina e alcun camino per lo scarico ma bensì basta una marmitta.
A titolo del tutto cautelativo la Sun – Machine può essere fornita anche con un piccolo camino dotato di un filtro.

Nell’ impiantistica esterna va previsto un inverter montato fuori dalla macchina.
La temperatura di ritorno dell’acqua di raffreddamento nello Stirling è di 35 °C.
La temperatura di gassificazione è di circa 2500 °C.
La temperatura di esercizio in testa allo Stirling è di circa 600 °C ed è ottenuta mediante uno scambio termico trà una parte del liquido di raffreddamento e il gas a contatto con la fiamma viva (a circa 2500 °C).

Notizie economiche provvisorie Sun – Machine.

Le seguenti notizie economiche sono da valutare in senso provvisorio inquanto la macchina entrerà sul mercato italiano a maggio e dunque ci sono alcune valutazioni, di cui parlerò, che vanno ancora effettuate.

Il costo della macchina ovvero del gassificatore, del minisilos pellets, dello Stirling e delle interconnessioni, sia elettroniche che idrodinamiche, e di circa 25000 euro all’ utente finale.
Da valutazioni che riguardano esclusivamente la produzione di energia elettrica, l’intero ammontare del costo della macchina risulta recuperabile mediamente in 7.5 anni.
In questa valutazione sono stati considerati i ricavi ottenuti dall’ENEL per l’energia elettrica ceduta, il risparmio dell’energia elettrica ( non più comprata dall’ENEL), il costo dei pelletts utilizzati nella gassificazione.
Questi tempi di recupero sono stati previsti per un tempo di utilizzo della macchina di almeno 9 ore al giorno.
Eventuali incentivi, che comportino contributi in conto capitale della macchina, in cui la macchina può rientrare sono in fase di valutazione.
Provvisoriamente possiamo affermare che la macchina rientra sicuramente nei piani di incentivazione della Legge del 9 gennaio 1991 n.10, dunque dovrebbe rientrare anche nei piani di incentivazione del decreto Bersani.
Ad ogni buon conto non è stata valutata alcuna forma di incentivo nel calcolo del recupero costo di cui sopra.
Nel piano di recupero costo non è stato valutato nemmeno il risparmio (pur considerevole) dovuto al recupero termico.
A titolo di esempio basti considerare che se la macchina venisse utilizzata per riscaldare un appartamento di 150 m2 ci consentirebbe di risparmiare un litro di gasolio all’ ora a fronte dei tre chili di pellets impiegati.
Nel piano di ammortamento della macchina non è stato inserito questo aspetto
perché va valutato di volta in volta, considerando l’impiantistica esterna a corredo della macchina e gli utilizzi cui vengono destinati i 10.5 Kwh termici riutilizzati.
Se per assurdo si decidesse di dissiparli non ci sarebbe alcun risparmio in questo senso.
Il piano di incentivazione in conto capitale della macchina non risulta ancora definito perché si tratta di una macchina assolutamente nuova.
Da alcuni studi che ho effettuato personalmente la macchina dovrebbe rientrare perfettamente, come detto prima, negli incentivi del decreto Bersani.

Risulta evidente che la stima fatta per i 7.5 anni occorrenti per recuperare il costo della macchina ha un buon margine di miglioramento.

Queste valutazioni tecniche sono tratte da un forum…

 

Articolo tratto da Sargo IT