Trigenerazione
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La trigenerazione è un particolare campo dei sistemi di cogenerazione che, oltre a produrre energia elettrica, consente di utilizzare l’energia termica recuperata dalla trasformazione anche per produrre energia frigorifera, ovvero acqua refrigerata per il condizionamento o per i processi industriali.
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[modifica] Il processo
La trasformazione dell’energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall’impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente. Le coppie principali di refrigerante/assorbente usate sono:
- acqua/bromuro di litio
- ammoniaca/acqua
L'efficienza di questi cicli o COP (coefficient of performance), definita come il rapporto fra energia frigorifera in uscita ed energia termica in ingresso, varia da 0.7 a 1.3 in funzione principalmente delle temperature di attivazione (in ingresso) che consentono l'utilizzo di assorbitori a singolo o doppio stadio.
La principale energia meccanica richiesta dai cicli ad assorbimento è quella per la pompa di circolazione della soluzione refrigerante/assorbente. Non è presente un compressore del refrigerante come nei condizionatori tradizionali, con conseguente minore richiesta di potenza elettrica e maggiore semplicità (meno parti in movimento). Per contro il COP dei condizionatori tradizionali, definito come il rapporto fra energia frigorifera in uscita ed energia elettrica in ingresso, si attesta su valori superiori a 2.
Rispetto alla generazione di sola energia elettrica, in un sistema di trigenerazione il rendimento globale aumenta perché viene sfruttata una maggiore percentuale del potere calorifico del combustibile; si tenga presente che le centrali termoelettriche convenzionali convertono circa un 1/3 dell'energia del combustibile in elettricità (il resto è perso in calore), mentre in un impianto trigenerativo più di 4/5 della stessa energia è sfruttata visto che il calore è recuperato direttamente (funzionamento cogenerativo) o come fonte per un ciclo frigorifero ad assorbimento (funzionamento trigenerativo).
Rispetto all'energia frigorifera i COP sono molto più bassi che nei condizionatori tradizionali, ma la sorgente energetica è il "poco pregiato" calore di scarto (proveniente dal processo di generazione elettrica) rispetto alla pregiata energia elettrica (migliore rendimento exergetico).
[modifica] Sistemi di trigenerazione
I sistemi di co-trigenerazione possono essere studiati e prodotti per funzionare con qualsiasi fonte primaria di calore. Questi sistemi oggi sono tecnicamente maturi ed economicamente convenienti per poter essere adottati diffusamente, tra le molteplici configurazioni possibili si citano:
- Sistemi di cogenerazione con combustibili fossili
- Sistemi di trigenerazione con combustibili fossili
- Co-trigenerazione con sistemi termosolari
- Co-trigenerazione con biogas
- Sistemi ibridi di cogenerazione e trigenerazione
[modifica] I vantaggi
I principali vantaggi della trigenerazione sono:
- Riduzione dei costi dell’energia primaria
- Riduzione dei costi di gestione
- Maggiore energia elettrica disponibile
- Utilizzo del calore in esubero
