Per la piccola cogenerazione ci sono i sistemi Orc

La produzione contemporanea di energia elettrica e calore, come noto, rappresenta una soluzione ideale per diminuire gli sprechi e ottimizzare i rendimenti. Una particolare modalità che si sta diffondendo con crescente successo è quella dei Cicli Rankine a fluido Organico (Orc), che possono rappresentare una valida alternativa ai “tradizionali” cicli Rankine a vapor d’acqua soprattutto per le taglie di potenza comprese fra 1 e 5 MW elettrici.

Secondo un’analisi dell’Energy & strategy group del Politecnico di Milano è in questa fascia di potenza, infatti, dove i sistemi tradizionali fanno segnare un netto calo della loro efficienza complessiva (75% contro i “normali” 85% di impianti di taglia superiore ai 20 MWe) che si crea uno spazio di mercato interessante per  la tecnologia Orc, che è primariamente utilizzata in impianti che impiegano biomasse agroforestali, ma non solo.

Da un punto di vista tecnico i cicli Orc si basano su un ciclo Rankine chiuso e utilizzano un fluido di lavoro organico, che nella maggior parte dei casi è costituito da polisilossani, ma può anche prevedere l’impiego di fluidi refrigeranti o idrocarburi. Il fluido di lavoro è prima pre-riscaldato e fatto evaporare utilizzando il calore scambiato con la sorgente termica, quindi espanso in una turbina direttamente accoppiata al generatore elettrico e infine riportato allo stato liquido in un condensatore raffreddato ad acqua o ad aria.

Il ciclo termodinamico viene infine chiuso riportando il fluido condensato alla pressione di evaporazione attraverso la pompa di alimento. Nel caso di sorgenti termiche ad alta temperatura si aggiunge, a valle della turbina, un rigeneratore (scambiatore di calore) che permette di migliorare ulteriormente le prestazioni del ciclo. Il calore recuperato, particolarmente “pregiato” vista la temperatura di esercizio, può però essere impiegato come fonte termica e questo rende ancora più interessante l’impiego della tecnologia Orc in impianti di teleriscaldamento, oppure in serre, impianti termali e piscine, ecc.

Nel range di potenza compreso fra 0,5 e 5 MW questa tecnologia, opportunamente dimensionata, consente di ottenere efficienze complessive in cogenerazione anche superiori al 90% (ovvero anche di 10 punti percentuali superiore rispetto ai corrispondenti cicli Rankine a vapor d’acqua).  L’efficienza elettrica del sistema complessivo è mediamente pari al 20% (con un fattore di conversione quindi di 1 a 5 rispetto alla potenza termica generata). L’interesse per questo tipo di tecnologia, come detto, è crescente e in Italia è reso ancora più accentuato dalla presenza di Turboden, impresa leader a livello europeo nel settore.