[16/03/2011] News toscana
MicroTurbina a gas a combustione esterna di biomassa solida: un nuovo progetto "made in Toscany"
Il CREAR (Centro interdipartimentale di Ricerca Energie Alternative e Rinnovabili dell'Università di Firenze - www.crear.unifi.it), opera da numerosi anni nel settore delle fonti rinnovabili ed in particolare delle bioenergie, sviluppando progetti di ricerca e dimostrazione, ed attività formative specialistiche, quali il Master IMES in Bioenergia ed Ambiente (primo Master di questo tipo in Italia). La crescita dei progetti nel settore agroenergetico ha anche portato recentemente alla costituzione del Consorzio di ricerca RE-CORD (Renewable Energy Consortium for R&D).
Fra i progetti in corso si distingue il progetto BIO_MGT (cofinanziato dalla Commissione Europea DG-ENER, attraverso il 6° Programma Quadro di Ricerca), ormai giunto alla sua conclusione dopo diversi anni di ricerca, che consiste nella realizzazione di un impianto pilota basato su microturbina a gas a combustione esterna di biomassa legnosa. L'impianto, che per design e caratteristiche tecniche rappresenta un prototipo unico nel suo genere, è integrato all'interno del sistema energetico di "Il Forteto" a Vicchio ed è stato messo in marcia a partire da Gennaio 2010.
Questa tipologia di impianti risulta molto promettente sia in termini di prestazioni che di affidabilità, ed esistono a livello sia nazionale che internazionale alcuni prototipi in fase di sviluppo, con caratteristiche comunque molto diverse fra loro. L'impianto BIO_MGT elabora - come fluido di lavoro - aria: questa, una volta compressa dal compressore della turbina a gas, è inviata ad uno speciale scambiatore di calore dove viene preriscaldata grazie allo scambio termico con fumi ad alta temperatura prodotti da una fornace alimentata a biomassa. Dallo scarico dello scambiatore il fluido ritorna in camera di combustione per l'eventuale aggiunta di combustione interna, e quindi alla turbina, dove espande e produce energia meccanica/elettrica. Sul lato fumi dello scambiatore stesso, il flusso prosegue verso il camino dopo aver attraversato la sezione di recupero termico, per produzione di acqua calda, prima di essere scaricato al camino. Per mezzo di una attenta progettazione del sistema, e grazie alla collaborazione con i partner del progetto (aziende ed istituti di ricerca europei), è stato sviluppato un prototipo di impianto ottimizzato per garantire elevate prestazioni e affidabilità.
L'idea alla base del progetto BIO_MGT è stata quella di sviluppare un impianto con macchine disponibili sul mercato (a meno di modifiche alle parti statiche) e, dunque, un impianto di facile realizzazione e gestione. L'unità opera in cogenerazione e fornisce fino a 80 kW di potenza elettrica netta e 215 kW di potenza termica recuperabile dall'utenza per produzione di acqua calda. Il rendimento elettrico netto nella modalità di funzionamento a doppia combustione è superiore al 17%. L'impianto BIO_MGT presenta infatti la possibilità di operare una seconda combustione, questa volta interna al ciclo termodinamico, realizzata in camera di combustione originale della microturbina nella quale si brucia gas naturale. Tale schema permette di mantenere elevati livelli di efficienza. In prospettiva, il gas naturale utilizzato per la combustione interna può essere sostituito con combustibili "verdi" quali l'etanolo o simili. D'altra parte l'impianto può funzionare anche con la sola combustione esterna di cippato di biomassa.
Il sistema presenta numerosi vantaggi: affidabilità (in quanto basato sulla combustione e non su processi termochimici più complessi, quai gassificazione e pirolisi), riduzione delle emissioni di CO2, elevata efficienza di sfruttamento della risorsa rinnovabile (cippato di legna), ridotta taglia di impianto e quindi limitato impatto e facile integrazione all'interno di sistemi a "filiera corta", possibilità di servire utenze termiche di piccola taglia in cogenerazione e quindi raggiungere elevata efficienza di conversione di energia: superiori al 60%.
Ad oggi l'impianto dimostrativo ha lavorato per 2800 h (di cui 1800 h solo durante gli ultimi 4 mesi, dicembre 2010 - marzo 2011). L'ispezione sui componenti effettuata dopo 2500 h non ha rilevato danneggiamenti e problematiche sostanziali. L'impianto consente inoltre un'elevata flessibilità d'esercizio.
Il progetto verrà presentato al Workshop “Impianti di Microgenerazione Alimentati a Biomassa Solida: una Tecnologia Innovativa” in programma lunedì 28 Marzo 2011 14:00 - 19:00 presso la Cooperativa Agricola “Il Forteto” Fraz. Rossoio (Vicchio) – FI
Dati di prestazione (vedi foto)