Analisi sperimentale di impianti di poligenerazione di piccola taglia basati su un motore a combustione interna alimentato a gas naturale

The European Union recently established an ambitioustarget by 2020 that consists of increasing the utilization ofrenewable energy up to 20%, reducing its overall pollutantemissions to at least 20%, and achieving a primary energysaving of 20% compared to reported 1990 levels. This aimcould be reached only with strong effort in different sectors,such as residential, commercial, industry, tertiary,transportation, …. In particular in the European Union aremarkable contribution to energy consumption and CO2emissions is concentrated in residential and commercial sector.The introduction of more efficient technologies in thesesectors could help in achieving the results expected by 2020.An option is given by polygeneration, defined as the combined“production” of electric and/or mechanical and thermal energy(heating and cooling) starting from single energy source, thatcould be considered one of the first elements to save primaryenergy, to avoid network losses and to reduce the greenhousegas emissions. Polygeneration is a well established technologyin different sectors (industry, tertiary, ...) and thank to theavailability on the market of small scale cogeneration andcooling machine there is an increasing interest in residentialand commercial sector. This paper deals with the experimentalanalysis, directed to energy conversion efficiency andenvironmental impact evaluation, of different small scalepolygeneration systems located in the Southern Italy. Thesesystems are driven by the same cogenerator, that is based on anatural gas-fired reciprocating internal combustion engine.

Recentemente l'Unione Europea ha approvato il cosiddetto pacchetto clima-energia volto a indicare gli obiettivi che si èproposta per il 2020: riduzione del 20% delle emissioni di gas a effetto serra, incremento del 20% del risparmio di energiaprimaria e incremento al 20% del fabbisogno energetico coperto attraverso le fonti rinnovabili rispetto ai valori del 1990.Questo obiettivo può essere raggiunto solo attraverso interventi in diversi settori (residenziale, commerciale, industria,terziario, trasporti, ...); tenendo conto che nei Paesi dell'Unione un peso significativo dei consumi energetici e delle emissionidi CO2 è dato dai settori residenziale e commerciale, l'introduzione in tali settori di tecnologie con elevata efficienza diconversione energetica, potrebbe dare un forte contributo al raggiungimento degli obiettivi attesi per il 2020. E’ proprio inquest’ottica che si pone la poligenerazione, ossia la produzione combinata di energia elettrica e/o meccanica, termica efrigorifera a partire da un’unica fonte energetica, indicata dalla Comunità Europea come uno dei prioritari interventi per ilrisparmio di energia primaria e di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Questa tecnologia risulta essere benconsolidata sia nel settore industriale che del terziario e, grazie alla disponibilità sul mercato di dispositivi di piccola taglia,crescente è l’interesse verso il settore domestico e del piccolo commerciale. Le potenzialità dei dispositivi di poligenerazionedi piccola taglia vanno analizzate con riferimento a reali condizioni di esercizio che contemplino elementi fortementedeterminanti quali le prestazioni a carichi parziali e gli effettivi diagrammi dei carichi frigo-termo-elettrici dell’utenzaconsiderata. A tal fine nel presente articolo sono presentati i risultati di un’intensa attività sperimentale su tre diverseconfigurazioni di impianti di poligenerazione basati sullo stesso microcogeneratore mosso da un motore a combustione internaed alimentato a gas naturale, in grado di fornire 6 kW di potenza elettrica e circa 12 kW di potenza termica. In particolare sonostate valutate le prestazioni energetiche e di impatto ambientale di impianti in cui il microcogeneratore interagisca con unapompa di calore elettrica, con un assorbitore e quindi con un'unità di trattamento dell'aria provvista di ruota essiccante.L’analisi sperimentale è stata svolta in condizioni termoigrometriche tipiche di un clima mediterraneo in siti situati nellaRegione Campania.