9.1. Confronto tra le due soluzioni di impianto ipotizzati per la zona di Santa Croce

135

9. Conclusioni

9.1. Confronto tra le due soluzioni di impianto ipotizzati per la zona di Santa Croce

Si osserva che:

1. Il rendimento elettrico dei due impianti risulta il medesimo: 46,6%

2. le perdite al condensatore dell’impianto 1-A sono pari al 19,4 % 3. le perdite al condensatore dell’impianto 1-B sono pari al 15,8 % 4. la potenza termica erogata dell’impianto 1-A è pari al 19,8 % 5. la potenza termica erogata dell’impianto 1-B è pari al 23,3 %

6. il rapporto di cogenerazione dell’impianto 1-A risulta pari al 0,42 % 7. il rapporto di cogenerazione dell’impianto 1-B risulta pari al 0,5 %

8. l’indice di sfruttamento del combustibile dell’impianto 1-A risulta pari al 66,5 % 9. l’indice di sfruttamento del combustibile dell’impianto 1-B risulta pari al 70 % NOTA: le percentuali si riferiscono all’energia primaria immessa nei rispettivi impianti.

Nonostante il rapporto di cogenerazione dell’impianto 1-B sia maggiore rispetto all’impianto 1- A il rendimento elettrico risulta lo stesso nei due casi perché la turbina a gas dell’impianto 1-B ha un rendimento superiore dello 0,3 % rispetto alla turbina dell’impianto 1-A, ed inoltre la temperatura di uscita dei fumi della turbina a gas dell’impianto 1-B è maggiore di 50°C arrivando fino a 590 °C, e questo consente un recupero del calore più efficiente (aumento della portata di vapore generato e quindi maggiore calore sottratto ai fumi nell’economizzatore).

Si vede come le perdite al condensatore nell’impianto 1-A siano elevate, conseguentemente l’indice di sfruttamento del combustibile risulta basso.

L’aumento del rapporto di cogenerazione a parità di energia termica fornita implica sia una maggiore quantità di vapore spillato che viene utilizzato utilmente dall’utenza termica, e sia una minore quantità di vapore che entra nel condensatore e quindi minore calore viene ceduto alla sorgente fredda.

Per questo motivo l’indice di sfruttamento del combustibile dell’impianto 1-B risulta del 70%,

un valore accettabile per questo tipo di impianto.

136

9.2. Considerazioni sulle strategie di ottimizzazione

La potenza termica necessaria per le utenze utilizzata per il dimensionamento dell’impianto è un valore medio annuale, questo vuol dire che in certi periodi l’impianto dovrà far fronte a una richiesta di calore superiore a quella media mentre in altre si troverà a produrre prevalentemente energia elettrica.

Se si scelgono ancora altre macchine in maniera da aumentare ancora il rapporto di cogenerazione

l’indice di sfruttamento del combustibile per le stesse ragioni aumenterebbe ancora, al limite si finirebbe per spillare tutto il vapore dalla turbina di alta pressione, in questo caso il rapporto di cogenerazione si avvicina all’unità e le capacità di regolazione dell’impianto risulterebbero ridotte non potendo far fronte, se non con caldaie ausiliarie, ai picchi di richiesta dell’energia termica.

Quindi occorre stabilire con criteri economici approfonditi il rapporto di cogenerazione che meglio risponde alla duplice esigenza di risparmio energetico da una parte e aumento della produzione dell’energia elettrica dall’altra, garantendo comunque un certo grado di flessibilità di regolazione funzione della potenza termica massima, minima e media richiesta in un anno.

Un’altro fattore di ottimizzazione è l’abbassamento della pressione di spillamento del vapore nella turbina HP, infatti in questo caso aumenta la portata di vapore spillato con conseguenti minori perdite al condensatore, ma questo comporta una diminuzione di entalpia e quindi una diminuzione di temperatura del vapore spillato, conseguentemente occorre una maggiore superficie di scambio negli scambiatori di calore per la generazione dell’acqua calda, si rende quindi necessaria un’analisi economica, che tenga conto dei minori costi di esercizio dovuti al risparmio energetico che si ottiene riducendo la pressione di spillamento e dell’aumento dei costi di realizzazione dell’impianto, con l’obbiettivo di stabilire la pressione ottimale di spillamento.

9.3. Considerazioni finali

L’impianto 1-B di Santa Croce e l’impianto di Ponte a Egola complessivamente producono 856 Gwh di energia elettrica sfruttando utilmente il 70 % dell’energia primaria utilizzata, risparmiando complessivamente oltre il 12 % di CO

rispetto al miglior caso di produzione separata.

Risulta quindi economicamente e tecnicamente possibile soddisfare l’intera domanda di calore

nelle principali zone industriali del distretto conciario di Santa Croce sull’Arno e produrre oltre 5

volte l’energia elettrica richiesta dal totale delle imprese appartenenti al distretto con due

impianti cogenerativi di tipo combinato.