Centrali termoelettriche a blocco

Schema-Blockheizkraftwerk Schema di una centrale termoelettrica a blocco. L’accoppiamento forza-calore (KWK), come contemporanea produzione di energia elettrica e di calore, contribuisce alla riduzione dei costi energetici dell’utente, grazie all’elevato grado di efficienza. Diminuisce inoltre anche le emissioni rilevanti per il clima, salvaguardando le risorse energetiche.

I vantaggi decisivi delle centrali termoelettriche a blocco (BHKW) sono il loro grande potenziale di risparmio energetico, unito a un’elevata tolleranza ambientale, in unità decentralizzate. Le centrali termoelettriche a blocco (BHKW) apportano il maggiore beneficio economico ed ecologico là dove sono utilizzate nel modo giusto. Il campo di applicazione primario per le centrali termoelettriche a blocco non è l’approvvigionamento di energia elettrica e calore su tutta la superficie di centri ad alta concentrazione. Le grandi centrali elettriche e termoelettriche saranno irrinunciabili anche in futuro. Vale comunque la pena sfruttare le molte possibilità di impiego per impianti di centrale termoelettrica a blocco (BHKW), utili a livello tecnico ed economico, nei diversi settori di mercato.

La posa e la progettazione degli impianti di centrali termoelettriche a blocco (BHKW) richiedono un’esecuzione professionale mediante ingegneri esperti, per evitare investimenti sbagliati. In seguito sono rappresentati presupposti e condizioni generali dell’accoppiamento forza-calore sulla base dei motori a combustione. Sono inoltre fornite informazioni sulle possibilità di applicazione, il dimensionamento, la tutela ambientale e la redditività.

Una centrale termoelettrica a blocco è costituita da un’unità motore-generatore con relativi scambiatori di calore per lo sfruttamento del calore dell’acqua di raffreddamento e del gas di scarico. Utilizzando una centrale BHKW, il calore e l’energia elettrica si equivalgono ("accoppiati"). Un impianto caldaia completa il blocco della centrale termoelettrica (BHKW).

BHKW La centrale termoelettrica a blocco (BHKW). L’ambito di utilizzo giusto, tenendo in considerazione la necessaria disponibilità, è quello di oggetti con un fabbisogno di calore di oltre 1 MW/a e oltre 4.000 ore di servizio all’anno. Sono possibili combinazioni con impianti di recupero di calore, pompe a calore e raffreddatori; molto interessanti a livello di energia primaria. Gli ambiti di utilizzo si estendono soprattutto a industria, agricoltura e aziende, fabbriche, piscine, ospedali, centri sportivi, centri di terapia, hotel, municipi, installazioni militari, centri residenziali, grattacieli, ospizi e scuole. I gradi di sfruttamento corrispondono al valore termico  Hu ed equivalgono, p. es. nei motori a gas in totale a circa il 70 % fino al 95 % (di cui elettrico oltre al 30 %, parzialmente oltre il 40 %, e termico oltre il 40 %). A seconda del tipo di utilizzo, può verificarsi in determinati limiti uno slittamento delle percentuali di energia e degli ambiti di temperatura.

L’immagine mostra in modo esemplare l’ordine di grandezza dei singoli flussi di energia. Si impiega dunque il 90% dell’energia del combustibile, di cui il 35% utilizzabile come energia elettrica e il 55% come calore. Durante la conversione energetica si creano perdite del 10% causate dalle perdite da generatori, da irraggiamento, da scambiatori di calore e dal calore residuo inutilizzato dei gas di scarico. Queste quote termiche molto spesso non possono essere confluite in nessuna rete, a causa del livello di temperatura troppo basso. Le centrali termoelettriche a blocco riforniscono direttamente singoli punti di calore oppure si assumono anche un approvvigionamento di zone residenziali mediante reti locali di calore. Gli investimenti sono, oltre ai costi di gestione e manutenzione come anche i ricavi per l’energia elettrica e il calore, decisivi per la redditività totale dell’impianto. La disponibilità di rendimento elettrico è decisiva per la determinazione del prezzo di rendimento nella valutazione dell’energia elettrica. Un impianto multi-modulo offre in questo caso dei vantaggi. Utilizzando p. es. sei piccoli motori invece di uno grosso si può contare su una disponibilità di n-1 =5 motori. Si può ad esempio detrarre questo rendimento disponibile dal rendimento elettrico preso dai prefornitori.

Negli impianti pluri-modulari, ogni singolo motore può essere utilizzato a pieno carico, cioè con il massimo grado di efficacia. Le zone di carico parziale dell’impianto sono coperte disinserendo singoli motori oppure gruppi di motori. Si può realizzare facilmente un’ampliamento o una modifica dell’impianto per nuovi sezioni ecc. mediante la tecnologia multi-motore. Il montaggio e il magazzinaggio dei pezzi di ricambio diventa molto più economico. Qualora siano presenti più motori si possono eseguire normalmente i lavori di manutenzione, senza ridurre la disponibilità calcolata.