Il lavoro proposto intende indagare le potenzialità di sistemi multi energia, parzialmente alimentati a biomassa, a servizio di reti di teleriscaldamento in località alpine. In tali località, quando vi siano domande energetiche consistenti soddisfatte attraverso biomassa legnosa, il teleriscaldamento rappresenta una valida alternativa alla produzione di energia termica a livello delle singole utenze e numerosi esempi si trovano sulle Alpi sia orientali che occidentali, a scale diverse. L’obiettivo che deve essere perseguito è quello di individuare una configurazione del sistema tale da connettere la domanda dell’utente con la fornitura energetica, determinando la distribuzione dei flussi energetici attraverso i differenti convertitori selezionati ed il loro dimensionamento. A tal fine è stata utilizzata la procedura di modellizzazione e selezione di un sistema energetico multi-vettore e multi-convertitore, denominata Energy Hub, già sviluppata per la selezione dei sistemi energetici a servizio degli edifici, la quale consente di selezionare una funzione obiettivo, che può essere di tipo energetico, ambientale od economico, ed effettuare la ricerca del suo minimo una volta identificati i vincoli e le condizioni al contorno. Sono stati implementati sia un modello di Energy Hub su base stagionale, ovvero considerando i consumi complessivi per vettore energetico ed i rendimenti medi nel periodo invernale, sia un modello di Energy Hub orario. Ciò ha permesso di verificare il comportamento delle centrali ed il corretto dimensionamento dei convertitori, valutando la convenienza dello sfruttamento di fonti primarie alternative rispetto a quelle già utilizzate. Le simulazioni offrono la possibilità di confrontare i due modelli e propongono diverse soluzioni, a seconda della funzione obiettivo scelta. In particolare, nel panorama attuale, appare di primaria importanza disporre di strumenti che consentano di analizzare per una centrale di teleriscaldamento a biomassa, anche a livello di pre-fattibilità (ad esempio attraverso il modello stagionale), la convenienza economica e la prestazione energetico-ambientale di sistemi di cogenerazione di energia termica ed elettrica per sfruttare gli incentivi garantiti dalla produzione di energia elettrica da biomassa piuttosto che la produzione di sola energia termica.
Analisi di sistemi multienergia alimentati a biomassa a servizio di reti di teleriscaldamento
FABRIZIO, Enrico;
2010-01-01
Abstract
Il lavoro proposto intende indagare le potenzialità di sistemi multi energia, parzialmente alimentati a biomassa, a servizio di reti di teleriscaldamento in località alpine. In tali località, quando vi siano domande energetiche consistenti soddisfatte attraverso biomassa legnosa, il teleriscaldamento rappresenta una valida alternativa alla produzione di energia termica a livello delle singole utenze e numerosi esempi si trovano sulle Alpi sia orientali che occidentali, a scale diverse. L’obiettivo che deve essere perseguito è quello di individuare una configurazione del sistema tale da connettere la domanda dell’utente con la fornitura energetica, determinando la distribuzione dei flussi energetici attraverso i differenti convertitori selezionati ed il loro dimensionamento. A tal fine è stata utilizzata la procedura di modellizzazione e selezione di un sistema energetico multi-vettore e multi-convertitore, denominata Energy Hub, già sviluppata per la selezione dei sistemi energetici a servizio degli edifici, la quale consente di selezionare una funzione obiettivo, che può essere di tipo energetico, ambientale od economico, ed effettuare la ricerca del suo minimo una volta identificati i vincoli e le condizioni al contorno. Sono stati implementati sia un modello di Energy Hub su base stagionale, ovvero considerando i consumi complessivi per vettore energetico ed i rendimenti medi nel periodo invernale, sia un modello di Energy Hub orario. Ciò ha permesso di verificare il comportamento delle centrali ed il corretto dimensionamento dei convertitori, valutando la convenienza dello sfruttamento di fonti primarie alternative rispetto a quelle già utilizzate. Le simulazioni offrono la possibilità di confrontare i due modelli e propongono diverse soluzioni, a seconda della funzione obiettivo scelta. In particolare, nel panorama attuale, appare di primaria importanza disporre di strumenti che consentano di analizzare per una centrale di teleriscaldamento a biomassa, anche a livello di pre-fattibilità (ad esempio attraverso il modello stagionale), la convenienza economica e la prestazione energetico-ambientale di sistemi di cogenerazione di energia termica ed elettrica per sfruttare gli incentivi garantiti dalla produzione di energia elettrica da biomassa piuttosto che la produzione di sola energia termica.
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