Nel settore delle tecnologie per la produzione di energia, la trigenerazione costituisce una delle soluzioni più avanzate e versatili, rappresentando un’evoluzione della cogenerazione. Questo processo non si limita infatti alla semplice produzione di energia elettrica e di calore, come invece avviene in un impianto di cogenerazione, ma amplia il suo campo d’azione includendo un processo di refrigerazione.

Questo approccio alla produzione energetica consente di sfruttare al massimo il potenziale di ogni unità di combustibile utilizzata, trasformando l’energia in diversi output che rispondono efficacemente alle diverse esigenze energetiche, ottimizzando così il rendimento globale dell’impianto e riducendo gli sprechi.

Attraverso l’integrazione di questi tre elementi – energia elettrica, calore e freddo – la trigenerazione è una risposta concreta alle crescenti richieste di efficienza e sostenibilità nel settore industriale e non solo. Questo sistema si adatta perfettamente a contesti dove la domanda di queste tre forme di energia è simultanea e costante, offrendo benefici significativi in termini di riduzione degli sprechi energetici e di ottimizzazione delle risorse. 

Questo articolo esplorerà il funzionamento di questa tipologia di impianti e le differenze tra cogenerazione e trigenerazione, delineando il potenziale di questa tecnologia nell’industria moderna.

Cos’è e come funziona un impianto di trigenerazione

La trigenerazione non è solo una tecnologia, è un processo di gestione energetica che promuove un utilizzo più intelligente e sostenibile delle risorse disponibili, rendendo gli impianti più efficienti e meno impattanti sull’ambiente. 

Sebbene il mercato offra soluzioni di trigenerazione standard, spesso la creazione e l’installazione di un impianto su misura permettono di raggiungere livelli superiori di efficienza energetica. Questo fattore diventa particolarmente rilevante nella progettazione di impianti per edifici esistenti o in contesti industriali con spazi limitati per l’installazione. Indipendentemente dal tipo di installazione, l’utilizzo di software avanzati come ESApro di ESAin può fare la differenza, accelerando la progettazione e facilitando la personalizzazione degli impianti per adattarli alle specifiche necessità e alle condizioni locali. 

Questi strumenti permettono agli ingegneri di ottimizzare il layout e le prestazioni dell’impianto, garantendo la massima integrazione ed efficienza di ogni componente. La suite di applicativi di ESAin permette infatti di progettare impianti in ogni settore industriale, dal petrolchimico al farmaceutico, dall’alimentare fino al siderurgico e alla produzione di energia elettrica.

Il funzionamento di un impianto di trigenerazione, anche definito come CCHP (Combined Cooling, Heating and Power), si basa sull’utilizzo del calore di scarto derivante dalla produzione di elettricità per la produzione di energia frigorifera, come ad esempio acqua refrigerata. Per capire quindi come funziona un impianto di trigenerazione è utile scoprire i suoi componenti principali:

• Motore primo. Questo è il cuore di un sistema di trigenerazione, responsabile della produzione iniziale di energia meccanica. Può essere una turbina a gas, un motore a combustione interna o qualsiasi altra unità che converta il combustibile in energia meccanica. Questo componente è cruciale perché la sua efficienza determina la quantità di energia elettrica e termica che può essere prodotta.

• Generatore elettrico. Collegato al motore primo, il generatore elettrico trasforma l’energia meccanica in elettricità. Questa conversione deve essere la più efficiente possibile per massimizzare l’output energetico e minimizzare le perdite.

• Scambiatori di calore. Questi dispositivi sono essenziali per il recupero del calore che altrimenti andrebbe disperso nel processo di generazione dell’energia elettrica. Gli scambiatori di calore catturano questo calore residuo e lo trasferiscono a un fluido di lavoro, che può essere utilizzato per riscaldare ambienti o fluidi in altri processi industriali.

• Frigoriferi ad assorbimento. Utilizzano il calore recuperato dagli scambiatori di calore per produrre refrigerazione: aria o acqua refrigerata. Questo processo è particolarmente utile in contesti dove è richiesto il raffreddamento, come in edifici commerciali o processi industriali. L’utilizzo del calore per generare freddo riduce la dipendenza da elettricità per la refrigerazione, abbassando ulteriormente i costi operativi e l’impatto ambientale.

Ogni componente è progettato per integrarsi perfettamente con gli altri, creando un sistema che non solo genera elettricità ma utilizza efficacemente tutti i sottoprodotti del processo, contribuendo a un approccio più sostenibile alla gestione dell’energia.

Differenze tra cogenerazione e trigenerazione

La cogenerazione e la trigenerazione sono entrambe sistemi utili per migliorare l’efficienza degli impianti di produzione energetica, ma si distinguono per il numero di output che producono e per le loro applicazioni specifiche. La cogenerazione si limita alla generazione simultanea di energia elettrica e calore. Questo processo è ideale per siti che necessitano sia di riscaldamento che di elettricità, come possono essere gli edifici industriali o residenziali.

D’altra parte, la trigenerazione estende il concetto includendo la produzione di freddo oltre all’energia elettrica e al calore. Questo terzo elemento la rende particolarmente vantaggiosa per le strutture che richiedono condizionamento dell’aria o altri processi di refrigerazione, come gli ospedali, i grandi complessi commerciali o le industrie alimentari. Quindi, mentre la cogenerazione è principalmente focalizzata sull’ottimizzazione del calore residuo per il riscaldamento, la trigenerazione utilizza questo calore in modo ancora più versatile, trasformandolo in energia frigorifera mediante l’uso di frigoriferi ad assorbimento.

In sintesi, la principale differenza tra cogenerazione e trigenerazione sta nella capacità di quest’ultima di rispondere a una gamma più ampia di necessità energetiche, aumentando notevolmente l’efficienza complessiva dell’impianto grazie alla produzione di freddo. Questo rende una centrale di trigenerazione una soluzione più completa che si adatta alle esigenze energetiche di numerosi complessi industriali.

 

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