-
janvaljan.
User deleted
E' da un pò che sto riflettendo sulla produzione decentralizzata dell'energia elettrica, che a mio parere è l'unica soluzione che può portare ad un futuro sostenibile. Infatti se ogni casa producesse qualche kw di potenza avremmo risolto tutti i problemi.
Innanzitutto non ci sarebbe dispersioni dovuto alla distanza: il luogo di utilizzazione è uguale o vicinissimo a quello di produzione
Non saremmo dipendenti da centrali, con conseguente rischio di blackout per incidenti o attentati
E naturalmente saremmo padroni della nostra energia e liberi di farne ciò che ne vogliamo
Insomma sembra l'uovo di Colombo, e a me piace molto paragonare questo sistema alla nascita di internet: tanti nodi decentralizzati ed ognuno che può fornire facilmetne il suo contributo.
Ora però c'è da capire quale può essere il sistema piùa ffidabile ed economico per produrre energia in ogni casa. Tra tutte le alternative direi che una scrematura porta a 3, massimo 4 soluzioni
1)fotovoltaico
2)eolico
3)minicentrale termica
Del primo e del secondo sappiamo più o meno tutto e ci sono altre sezioni del forum in cui se ne parla. Rispetto al terzo possiamo definire le prime 2 come vere fonti d'energia rinnovabili, quindi l'ideale sarebbe affidarsi completamente ad esse. Ma sappiamo come un'analisi costi/benefici non depone certo a loro favore.
Passiamo quindi alla n°3. Ci sono essenzialmente 2 modi per realizzarla:
a)combustione esterna
b)combustione interna
Nella a) rientrano l'uso delle biomassse, dei pellets, degli scarti, di tutto ciò che è combustibile. E, a seconda della potenza termica disponibile, si può usare il ciclo Rankine, il Bryton o lo Stirling (che tra l'altro può essere usato anche nel solare termico)
L'alternativa b) è quella che secondo me ha le migliori prospettive a breve termine. Dei motori a combustione interna sappiamo praticamente tutto, inoltre la maggior parte delle case ha a disposizione un combustibile molto adatto ai motori scoppio: il gas metano. Inoltre ogni casa ha necessità di potenza termica ed elettrica in quantità che, guarda caso, sono proprio in rapporto 3 a 1: proprio il rapporto dato da un normale motore a scoppio.
Ecco in dettaglio un esempio di progetto:
Motore a scoppio alimentato a metano allacciato alla rete. Cilindrata 80/100 cc Potenza d'uscita circa 5 cavalli = 3,6 kw
Ipotizzando un rendimento a regime costante del 25 % abbiamo 1/4 di potenza trasformata in movimento, un altro 10% come energia cinetica dei gas di scarico, il resto in calore.
Avremo quindi una potenza assorbita di 3,6*4 = 14,4 kw dei quali appunto 3,6 in potenza utile all'albero, i restanti 10,8 kw sotto forma di calore ceduto, parte attraverso i gas di scarico, parte attraverso il motore stesso.
Alla fine quindi avremo:
1)Ipotizziamo 3,6 kw di potenza meccanica all'albero. Con una turbina potremmo recuperare altra potenza meccanica dai gas di scarico, quantificabile in un 5-10 % della totale, quindi altri 0,5/0,9 kw per un totale di circa 4,5 kw. Con un alternatore di rendimento intorno al 90% ci danno 4 kw di potenza elettrica, adatti per un uso domestico.
2)Sistema di recupero calore dal motore (serpentina o addirittura alloggiamento dell'intero motore,opportunamente isolato, in un boiler di acqua) e un altro per i gas di scarico (ad esempio immersione in tubi in controgradiente a condensazione). Potremmo ipoteticamente recuperare il restante 65% di energia proveniente dalla combustione del metano, ossia 7 kw termici, sufficienti per il riscaldamento domestico. Senza considerare che la condensazione ci porta ad un rendimento superiore al 100 %
Ora una piccola analisi dei costi:
Considerando il potere calorifico inferiore del metano pari a 34,33 MJ/mcubo per garantire il funzionamento del sistema avremo un flusso di circa 10,8 kJ/s*3600 s/h /34,33 MJ/mc = 1,11 mc/h per un costo di funzionamento di circa 0,7 €/h da cui dovremmo detrarre il risparmio sulla corrente elettrica pari a 4 kw*0,18 €/kwh = 0,72 €/h.
In pratica costo zero!!!
E' un calcolo abbastanza approssimato, ma anche ipotizzando di sbagliare di 10, 20 centesimi, il sistema è comunque molto vantaggioso. I costi di manutenzione sono quelli di un normale motore a scoppio, ma, ricordiamo, ottimizzato per funzionare in un ristretto range di giri, quindi in modo da usurarsi il meno possibile, e con consumi di lubrificante irrisori.
Inoltre qualcuno potrebbe obiettare che il rapporto tra i fabbisogni di energia termica ed elettrica è molto variabile nell'arco della giornata, del mese o dell'anno. Bene, il sistema sarà costruito in modo da regolarsi solo in base al fabbisogno termico. Un pò come fa la nostra caldaia che si accende e si spegne in base alla richiesta di acqua calda.
Non dimentichaimo infatti che rimaniamo comunque connessi alla rete elettrica. In questo modo quando produrremo meno corrente del necessario assorbiremo dalla rete. In caso opposto cederemo la nostra energia alla rete al prezzo di mercato. Se tutte le case adottassero questo sistema, cessioni e assorbimenti si compenserebbero fino ad avere una richiesta totale costante (e idealmente nulla) che verrebbe soddisfatta dalle normali centrali.
Ho corso troppo?. -
IIIFurlaIII.
User deleted
ci ho pensato anche io, tempo fa, e non è affatto un'idea stupida; ma ci sono degli svantaggi non di poco conto:
- in estate, non essendoci bisogno del riscaldamento, il sistema rimane praticamente inutilizzato. se lo si volesse usare solo per l'elettricità troppa energia andrebbe sprecata; quindi il motore resterebbe spento per mesi ed utilizzato in modo intenso per altri.
- nei motori a combustione interna è difficile che la combustione sia completa, visto il poco tempo disponibile alla reazione; certo, il fatto che il motore si debba mantenere ad un regime costante aiuta e non di poco, se il progetto è fatto bene e la messa a punto è ottimale; ma c'è sempre dell'energia chimica non sfruttata che se ne va con i fumi, e che, tra l'altro, tiene legate le molecole di gas inquinanti, dannosi per l'aria e forse anche per eventuali sistemi di recupero a valle (caldaia a condensazione).
- la potenza termica in uscita potrebbe essere troppo bassa (visto che mediamente una caldaia ha una potenza di 20-25 kW se la casa non è troppo grande), sarebbe necessario
a) tenerlo acceso per archi di tempo molto lunghi, a scapito della durata;
b) accoppiarlo ad una caldaia, dal rendimento probabilmente più elevato, che renderebbe inutile il motore a fini di riscaldamento.
c) usare questa soluzione solo in case ad alto isolamento termico.. -
Giuseppe123.
User deleted
Gia' ci sono in funzione in Germania, ne hanno parlato anche su report, se cerchi trovi in rete la puntata.
L'ha progettato e realizzato, se non sbaglio, un ingegnere italiano.
. -
janvaljan.
User deleted
@ Giuseppe
Ok cercherò, anche perchè le puntate di Report su internet le ho già viste quasi tutte
Ma mi sapresti dire se il progeto tedesco riguarda la singola abitazione o il condominio o magari l'intero comune?
@Furla
Giuste obiezioni, ad alcune ho già risposto
Per la prima e la terza: il motore va dimensionato tenendo conto solo dell'aspetto termico, come si farebbe con una normale caldaia. Ho ipotizzato una cilindrata di 100 cc ma se ne possono usare anche superiori. Se poi d'estate rimane utilizzato non è che sia una gran perdita, succede lo stesso con le caldaie. Magari d'estate, in una casa ecocompatibile, i pannelli solari compenserebbero l'energia elettrica in meno prodotta
Per la seconda: questo è un aspetto molto importante. Ma tieni conto che ho scelto di usare come combustibile il metano proprio perchè l'unico residuo di combustione che può generare è il CO (monossido di carbonio) insieme magari a metano incombusto.
Il sogno sarebbe usare gli avveniristici motori rotativi, che tra l'altro sono molto indicati per un uso a regime costante. Chissà
Piuttosto sui calcoli da me effettuati siete d'accordo? Si può veramente parlare di un sistema a spesa nulla?. -
dotting.
User deleted
Secondo me la cogenerazione è già possibile in piccola scala:
- gruppo elettrogeno 4 tempi raffreddato ad aria da 1 kW a benzina, convertito a bioetanolo;
- pompa di calore aria/acqua per produzione di acqua per riscaldamento (pannelli radianti a pavimento) e ACS;
- l'aria di raffreddamento e i gas di scarico alimentano la PDC che trasferisce TUTTO il calore all'acqua, il boiler è tarato a 30-35° in inverno, (piccoli scaldacqua istantanei portano l'ACS a 60-65°); in estate si bypassano gli scaldacqua e si tara il boiler per ACS a 55-60°;
- alternativa Gruppo elettrogeno raffreddato ad aria da 2-3 kW a gasolio, convertito a olio vegetale puro.
Entrambi i motori possono essere facilmente modificati in quanto lavorano a regime costante.
Potenza bassa per poter utilizzare quasi interamente in locale l'energia prodotta visto che l'ENEL la paga una miseria, in pratica l'energia per la PDC e qualche altra utenza.
Attenzione che con impianti radianti a pavimento e PDC aria geotermica/acqua da 500 Watts in zona C casa a schiera ben coibentata io ci riscaldo 100 mq.
Questa soluzione lato aria sarebbe indipendente dalla zona climatica, cioè anche se all'esterno ci sono 0°, la PDC lavorerebbe a COP molto elevati.
Un saluto
Edited by dotting - 13/2/2007, 20:43. -
pinetree.
User deleted
ricordiamoci che gl'impianti grossi ormai hanno impianti di controlli continuo degli scarichi, molti hanno impianti di abbattimento degli inquinanti (denox, desox), come e risolvibile la cosa in un impianto piccolo ?
Forse è una soluzione un pò costosa ?. -
dotting.
User deleted
QUOTE (pinetree @ 13/2/2007, 16:06)ricordiamoci che gl'impianti grossi ormai hanno impianti di controlli continuo degli scarichi, molti hanno impianti di abbattimento degli inquinanti (denox, desox), come e risolvibile la cosa in un impianto piccolo ?
Forse è una soluzione un pò costosa ?
Stiamo parlando di bioetanolo e olio vegetale puro, desox?
Considera una cosa, per un buco di legislazione sotto i 4 kW non è previsto niente, vedi la Tabella 1 del Libretto d'impianto voce Generatori ad acqua calda, valori minimi ammissibili per il rendimento di combustione: parte da 4 kW.
saluti. -
janvaljan.
User deleted
Come già fatto in un altro topic, segnalo un'ottima azienda che produce cogeneratori: www.enerco.it In particolare date un'occhiata al depliant-
Il modello più piccolo è da 8 kw elettrici e 18 termici, valori ottimi per una casa medio grande. Il rendimento globale raggiunge valori interessantissimi del 92%, anche se secondo me si potrebbe fare ancor meglio con una turbina che recupera l'energia di scarico.
Certo che autocostruirselo, magari partendo dal motore di una vecchia Panda, sarebbe molto più sfizioso (ed economico)
. -
dotting.
User deleted
QUOTE (janvaljan @ 14/2/2007, 02:48)Come già fatto in un altro topic, segnalo un'ottima azienda che produce cogeneratori: www.enerco.it In particolare date un'occhiata al depliant-
Il modello più piccolo è da 8 kw elettrici e 18 termici, valori ottimi per una casa medio grande. Il rendimento globale raggiunge valori interessantissimi del 92%, anche se secondo me si potrebbe fare ancor meglio con una turbina che recupera l'energia di scarico.
Certo che autocostruirselo, magari partendo dal motore di una vecchia Panda, sarebbe molto più sfizioso (ed economico)
Lo sai quanto costa quell'oggettino?
24000 euro ivato!!!
comincia a costruire.
saluti
Edited by dotting - 14/2/2007, 07:41. -
SolarPrex.
User deleted
CITAZIONEQUOTE (janvaljan @ 14/2/2007, 02:48)
Come già fatto in un altro topic, segnalo un'ottima azienda che produce cogeneratori: www.enerco.it In particolare date un'occhiata al depliant-
Il modello più piccolo è da 8 kw elettrici e 18 termici, valori ottimi per una casa medio grande. Il rendimento globale raggiunge valori interessantissimi del 92%, anche se secondo me si potrebbe fare ancor meglio con una turbina che recupera l'energia di scarico.
Certo che autocostruirselo, magari partendo dal motore di una vecchia Panda, sarebbe molto più sfizioso (ed economico)
Ulteriore problema è che l'olio da usare costa un occhio della testa ( qualità alimentare ... e di quello buono ).
A presto.. -
janvaljan.
User deleted
Naturalmete il più interessante era quello a gas metano, da allacciare direttamente alla rete.
Per rispondere a dotting: ok il prezzo è veramente alto e mi devi anche spiegare dove l'hai trovato, visto che io mi sono girato tutto il sito senza trovare traccia.
24000 mi sembra esagerato visto che una piccola utilitaria oggi costa anche 8000 euro: possibile che un motore + un alternatore + un sistema di scambio termico debba costare così tanto??? Soprattutto considerando che i gruppi elettrogeni di pari potenza costano intorno ai 4000 euro??
Fatto sta che con un pò di conti e considerando un prezzo dell'energia elettrica di 80,3 €/Mwh (ma può essere anche molto superiore) ho calcolato 25 euro di risparmio per ogni Mwh termico prodotto.
Supponendo una casa di categoria D da 200 mq otteniamo un consumo annuale di 200*90= 18 Mwh termici che porterebbero ad un risparmio di 450 euro all'anno.
Mi sa che appena possibile me ne progetto uno
. -
dotting.
User deleted
Il prezzo nel sito non è riportato, ti pareva, l'aveva chiesto un amico tempo fa alla ditta.
Alcuni calcoli buttati così, mi riallaccio al quesito iniziale: cogenerazione in proprio.
Si prende questo boiler a termopompa, l'unico prodotto in Italia, che richiede 670 Watts:
http://web.tiscali.it/risparmio_energetico..._termopompa.jpg
Dove appare la scritta AIR IN posiziono un GE da 1kW a benzina convertito a bioetanolo (alcool etilico vegetale) raffreddato ad aria, tipo questo:
http://web.tiscali.it/risparmio_energetico/GE1kW_benzina.jpg
oppure un GE da 2 kW a gasolio, convertito a olio vegetale puro raffreddato ad aria, tipo questo:
http://web.tiscali.it/risparmio_energetico/GE2kW_diesel.jpg
Si può ipotizzare che a fronte di una potenza elettrica erogata di 1 o 2 kW, vengano forniti una potenza termica pari a 2 o 4 kW rispettivamente, in un rapporto 1 a 2.
Se entrambi i GE dovessero alimentare il boiler a termopompa, dovrebbero produrre 670 Watts e 1340 Watts di energia termica.
I due GE dovrebbero lavorare a regime di coppia massima, quindi con un consumo teorico di 350 gr./cvh., equivalenti circa a 317 gr/h per produrre 670 Watts, poniamo 333 l./h per semplicità di calcolo e andiamo a controllare i rendimenti teorici ed i costi.
Partiamo dal presupposto di aver trasformato il GE a benzina a bioetanolo e quello diesel a olio vegetale puro.
La combustione teorica di 333 gr. di olio mi darebbe 3,20 kWh(pci 9,64); quella di alccol idrato a 90° 2 kWh(pci circa 6), per il GE a bioetanolo sono al limite, per il GE a olio è OK.
Passiamo ai costi 1/3 di litro di bioetanolo costa 33 centesimi, 1/3 di olio costa 25 centesimi.
Allora se io mi limitassi a produrre energia elettrica produrre 1 kWh mi costerebbe 50 centesimi a bioetanolo e 37 a olio vegetale, tenuto conto che il kWh ENEL costa 20 centesimi, non sarebbe conveniente.
Andiamo a vedere ora il comportamento della PDC, che viene alimentata con l'aria di raffreddamento e con i gas di scarico, ed a cui sicuramente arrivano almeno 1340 Watts.
Qui per quanto riguarda il COP, a meno che di fare tutti i calcoli della miscela aria ambiente, aria stechiometrica di combustione, ecc.. dobbiamo fare delle ipotesi.
Personalmente avendo effettuato delle prove con una pompa a termoboiler simile posso affermare di poter considerare un COP pari a 4,5, per cui la PDC mi produrrebbe circa 3 kWh.
Il mio sistema in cogenerazione mi costa 33 centesimi e oltre a darmi tutta l'energia elettrica necessaria mi fornisce 3 kWh, in definitiva il kWh mi costa 11 centesimi.
Se passo al GE a olio vegetale, il costo del kWh passa a 8 centesimi.
Sembrerebbero interessanti.
Conti da rivedere con più attenzione!!
. -
janvaljan.
User deleted
dotting il sistema è molto semplice, ma non ti sembra un pò rischioso far entrare nella pompa di calore con i gas di scarico? E poi che fine farebbero? Inoltre così ti giochi anche il calore di condensazione
Personalmente credo che la soluzione più comoda rimanga il metano. Facile approvvigionamento, basso costo, emissioni nulle (solo CO2), possibilità di allacciarsi alla rete (sai che comodità).
Ti posto i conti che ho fatti basandomi sui dati di targa dell'Energen-08am
potenza elettrica: 8 kw
potenza termica: 18 kw
potenza utile totale: 26 kw
consumi: 3 mc/h
potenza prodotta dal combustibile: 28 kw
rendimento: 92%
Quindi considerando il prezzo del metano pari a 0,4939 €/mc
costo orario: 1,4817 €/h
costo per ogni kwh di energia termica prodotto: 8,23 cent/kwh
kwh elettrici prodotti per ogni kwh termico: 0,444 kwh
risparmio di energia elettrica (considerandola a 20 cent al kwh, anche se io so 8): 8,888
costo totale del sistema per ogni kwh termico prodotto: -0,65 cent/kwh
Il costo è negativo, in pratica stiamo guadagnando!
Considerando una normale caldaia di pari potenza termica e ipotizzando un rendimento del 100% (moderne caldaie a condensazione)
potenza termica 18 kw
rendimento 100%
consumi: 1,9 mc/h
costo orario: 0,9384 €/h
costo per kwh termico prodotto: 5,21 cent/kwh
risparmio per ogni kwh termico prodotto: 5,86 cent/kwh
fabbisogno ipotetico annuale di una casa di 200 mq: 18Mwh/anno
risparmio annuale: 1054,8 €/anno
che è una bella cifretta, anche volendo ipotizzare costi d'esercizio (lubrificante, manutenzione) pari a 100 €/anno
Tutto questo considerando un costo dell'energia elettrica pari a 20 cent/kwh, come suggerito da dotting. A me sinceramente risulta inferiore, pari a circa 8 cent/kwh, nel qual caso il sistema darebbe comunque un risparmio. ma sensibilmente minore.
In ogni caso sembra un ottimo investimento!
. -
dotting.
User deleted
La pdc aria/acqua non ha avuto alcun problema a digerire per un anno i gas di scarico.
Concordo per il metano, unico problema in Sardegna non c'è, non posso far prove.
Tiratina d'orecchi, si vede che non paghi le bollette ENEL: 454 euro diviso 2233 kWh fa 0,2033 appunto 20,33 centesimi, lascia perdere quello che leggi in giro.
Un saluto. -
janvaljan.
User deleted
In effetti le bollette non le pago...se la vede mio padre Però avevo dato un'occhiata e c'erano diversi scaglioni: si partiva da 8 cent per arrivare a 20 e oltre. Quindi forse c'è da fare un conto più complesso.
Una domanda: ma la cogenerazione a metano gode di incentivi?.
Cogenerazione in proprioCon il motore di uno scooter |