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Codice doc.: Aggiornamento : 18/04/2011 Le applicazioni a biomassa solida con moduli ORC.

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Presentazione sul tema: "Codice doc.: Aggiornamento : 18/04/2011 Le applicazioni a biomassa solida con moduli ORC."— Transcript della presentazione:

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2 Codice doc.: Aggiornamento : 18/04/2011 Le applicazioni a biomassa solida con moduli ORC

3 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden - Chi siamo Turboden, leader europeo nella produzione di turbogeneratori ORC per la generazione e cogenerazione di energia elettrica e calore da fonti rinnovabili e da recupero di calore da processi industriali. Fondata nel 1980 a Milano da Mario Gaia, professore di Energetica delluniversità Politecnico di Milano, che nel corso degli anni ha coinvolto in azienda alcuni dei suoi studenti più brillanti. Nel 1998 realizza il primo impianto a biomassa di piccola taglia (300kW) in Svizzera (Biere). Ciò fa di Turboden precursone nelle mondo delle rinnovabili. Nel 2009 entra a far parte di Pratt & Whitney (United Technologies Corporation), leader mondiale nella progettazione, costruzione e manutenzione di motori per aviazione, sistemi di propulsione spaziale e turbine a gas industriali. Oggi è inserita nella divisione Pratt & Whitney Power Systems (PWPS), che sviluppa soluzioni basate su tecnologia ORC per la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili, Turboden diventa partner strategico per la fornitura di turbogeneratori di taglie e rendimenti differenti rispetto ai sistemi di PWPS, Pure Cycle ®. 3

4 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Pratt & Whitney Power System 4 Research Center Hamilton Sundstrand Pratt & Whitney SikorskyUTC PowerOtisCarrierUTC Fire & Security Large Engines Small Engines After market Marine Mobile Power Heat to Electricity Fortune 50 corporation $52.9mld di fatturato nel paesi 206,700 dipendenti

5 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Turboden – Cosa facciamo turbogeneratori standard: da 200 kW a 3 MW soluzioni personalizzate: fino a 15 MW turbogeneratori standard: da 200 kW a 3 MW soluzioni personalizzate: fino a 15 MW Progettiamo e sviluppiamo turbogeneratori basati sulla tecnologia ORC (Organic Rankine Cycle), per la produzione combinata di energia elettrica e calore, particolarmente adatti alla generazione distribuita. 5 elettricità calore

6 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden - 30 anni di esperienza : turbogeneratore ORC 40 kWel per applicazione solare a Perth, Australia 1987: turbogeneratore ORC a biomassa da 3 kWel, Milano 2008: turbogeneratore ORC per recupero calore da 3 MW, Belgio 1988: impianto geotermico ORC Turboden in Zambia 2009: Turboden festeggia i 100 impianti e i 100 MW installati 2010: Primo impianto oltreoceano

7 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Principio termodinamico: il Ciclo ORC Il turbogeneratore utilizza lolio diatermico ad alta temperatura per preriscaldare e vaporizzare un adatto fluido organico di lavoro nellevaporatore (8 3 4). Il vapore organico espande nella turbina (4 5), che è direttamente collegata al generatore elettrico attraverso un giunto elastico. Il vapore passa attraverso il rigeneratore (5 9) e in questo modo preriscalda il fluido organico (2 8). Il vapore viene poi condensato nel condensatore (raffreddato dall acqua di raffreddamento) (9 6 1). Il liquido organico viene infine pompato (1 2) nel rigeneratore e da qui nellevaporatore, completando così la sequenza di operazioni nel circuito chiuso. 7

8 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Perché un fluido organico con elevata massa molecolare anziché acqua? Acqua Molecole piccole che viaggiano ad alta velocità Erosione di parti metalliche e delle palette della turbina Turbina pluristadio ad alta sollecitazione meccanica ACQUA Fluido organico Flusso elevato e più lento Maggiore diametro della turbina Minore usura nel tempo di palette e parti metalliche ACQUA FLUIDI ORGANICI CON ELEVATA MASSA MOLECOLARE 8

9 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Il turbogeneratore ORC Turboden – vantaggi Vantaggi tecnici Alta efficienza del ciclo termodinamico Elevata efficienza della turbina (fino 90 %) Bassa sollecitazione meccanica della turbina, dovuta alla bassa velocità periferica Basso numero di giri della turbina, tale da consentire il collegamento diretto al generatore elettrico senza interposizione di riduttore di giri Mancanza di erosione delle palette della turbina, dovuta allassenza di umidità negli ugelli Vantaggi operativi / risultati Semplicità nelle procedure di avviamento Funzionamento automatico e continuo Minima richiesta di manutenzione Funzionamento silenzioso Elevata affidabilità (Admont – più di 55,000 ore di funzionamento, affidabilità > 98%) Funzionamento a carico parziale fino al 10% della potenza nominale Alta efficienza anche a carico parziale Richiesta di personale: circa 3-5 ore / settimana Lunga vita della macchina 9

10 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Layout - alcuni esempi Layout del modello TURBODEN 7 Layout del modello TURBODEN 18 10

11 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Le quattro applicazioni 11 Biomassa Gli impianti cogenerativi con ORC Turboden consentono di produrre con ottima efficienza ed estrema semplicità di esercizio energia elettrica e calore da biomassa legnosa. La potenza dei turbogeneratori è generalmente compresa tra i 200 kW elettrici ed i 3 MW elettrici. Recupero di Calore Gli ORC Turboden consentono di produrre energia elettrica recuperando calore da processi industriali e in cicli combinati. La potenza dei turbogeneratori Turboden in questo ambito è generalmente compresa tra i 600 kW e i 5 MW elettrici. Geotermia Gli ORC Turboden/PureCycle® consentono di produrre energia elettrica da risorse geotermiche a temperatura medio-bassa, generalmente tra i 90°C e I 180°C. La tecnologia ORC è particolarmente adatta per lo sfruttamento di fonti geotermiche a medio-bassa entalpia. Convenienza economica per potenze elettriche installate oltre i 250 kWel e temperatura dellacqua sopra i 90°C. Solare Termodinamico I turbogeneratori ORC Turboden consentono di trasformare lenergia termica raccolta dai collettori solari in energia elettrica, attraverso un ciclo termodinamico ad elevata efficienza. Lutilizzo di turbogeneratori ORC Turboden in applicazioni solari termodinamiche risulta economicamente conveniente a partire da una potenza elettrica installata di 1MW.

12 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Impianto ORC in un processo di cogenerazione da biomassa 12

13 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved Impianto ORC – prestazioni Efficienza elettrica lorda: circa 24% Efficienza energetica totale: 98% Efficienza elettrica lorda: circa 24% Efficienza energetica totale: 98% Energia termica dallolio diatermico (o altri vettori di calore) 100 % Da 18 a 24% Energia Elettrica alla rete 2 % Perdite termiche (irraggiamento e perdite del generatore) da 80 a 74% Calore ad utenze termiche 13

14 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Taglie Standard e prestazioni tipiche impianti CHP con split 14

15 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 15 Turboden-Talento-Tecnologia-Territorio Talento 1980 la visione del fondatore prof. Mario Gaia 150 collaboratori, di cui oltre 50 ingegneri specializzati Territorio headquarter e produzione in Italia (a Brescia) R&D a Milano e Lecce primo impianto recupero calore a scambio diretto (Visano - BS) progetto pilota a Brescia H-REII finanziato dalla UE collaborazione con istituzioni e associazioni (Aper, Confindustria, università, Itabia, Egec, …) Tecnologia 30 anni di esperienza nella progettazione e realizzazione turbine leader mondiale in applicazioni ORC a biomassa investimenti in R&D 2009 circa 8% del fatturato investimenti in brevetti circa annui contratti di ricerca affidati alle università nel circa

16 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 16 Prima centrale Turboden a biomassa in Italia T.C.V.V.V. - Il precursore! Ciente: T.C.V.V.V. Spa Applicazione: teleriscaldamento Luogo: Tirano (SO) Italy Modello ORC: T1100 CHP Avviamento: giugno 2003 Potenza elettrica: 1,1 MW Potenza termica: 4,8 MW Temperatura acqua: 60°- 80°C Tipo biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata valorizzazione risorse locali e fonti rinnovabili partenariato diffuso, oltre 230 soci T.C.V.V.V. - Il precursore! Ciente: T.C.V.V.V. Spa Applicazione: teleriscaldamento Luogo: Tirano (SO) Italy Modello ORC: T1100 CHP Avviamento: giugno 2003 Potenza elettrica: 1,1 MW Potenza termica: 4,8 MW Temperatura acqua: 60°- 80°C Tipo biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata valorizzazione risorse locali e fonti rinnovabili partenariato diffuso, oltre 230 soci Case history

17 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Biogenera – il più recente avviamento Turboden Ciente: Biogenera srl (Consiag, Comune Calenzano, Quadrifoglio) Applicazione: teleriscaldamento Luogo: Calenzano (FI) Italy Modello ORC: T800 CHP Avviamento: marzo 2010 Potenza elettrica: 800 kW Potenza termica: 3,5MW Temperatura acqua:60°- 80°C Tipo biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata energia pulita a circa utenze (appartamenti, edifici pubblici, piscine, palazzetto sport,…) legname di provenienza locale (entro i 50km) Biogenera – il più recente avviamento Turboden Ciente: Biogenera srl (Consiag, Comune Calenzano, Quadrifoglio) Applicazione: teleriscaldamento Luogo: Calenzano (FI) Italy Modello ORC: T800 CHP Avviamento: marzo 2010 Potenza elettrica: 800 kW Potenza termica: 3,5MW Temperatura acqua:60°- 80°C Tipo biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata energia pulita a circa utenze (appartamenti, edifici pubblici, piscine, palazzetto sport,…) legname di provenienza locale (entro i 50km) 17 Prima centrale a biomassa in Toscana Case history

18 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 18 Centrale a biomassa nel Ticino Case history Piopmen - Filiera a ciclo chiuso nel parco del Ticino Cliente: Azienda Agricola Piopmen – I Leprotti Applicazione: Produzione di Pellet Luogo: Abbiategrasso (MI) Italy Modello ORC: T200 CHP Avviamento: giugno 2010 Potenza elettrica: 200 kW Potenza termica: 1 MW Temperatura dellacqua (in/out): 60°- 80°C Tipo di biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata legname da Consorzio forestale del Ticino e da altre aziende nel raggio di km Piopmen - Filiera a ciclo chiuso nel parco del Ticino Cliente: Azienda Agricola Piopmen – I Leprotti Applicazione: Produzione di Pellet Luogo: Abbiategrasso (MI) Italy Modello ORC: T200 CHP Avviamento: giugno 2010 Potenza elettrica: 200 kW Potenza termica: 1 MW Temperatura dellacqua (in/out): 60°- 80°C Tipo di biomassa: cippato t/anno di CO 2 risparmiata legname da Consorzio forestale del Ticino e da altre aziende nel raggio di km

19 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 19 Dalla lolla di riso calore ed energia elettrica Case history Parboriz – prima applicazione innovativa a biomassa in Italia Cliente : Parboriz Spa Applicazione: industriale (lavorazione del riso) Luogo: Mortara (PV) Italy Modello ORC: T600 CHP Avviamento: luglio 2008 Potenza elettrica: 600 kW Potenza termica: 2.8 MW Temperatura dellacqua (in/out): 60°- 80°C Tipo di biomassa: lolla di riso parboiled Parboriz – prima applicazione innovativa a biomassa in Italia Cliente : Parboriz Spa Applicazione: industriale (lavorazione del riso) Luogo: Mortara (PV) Italy Modello ORC: T600 CHP Avviamento: luglio 2008 Potenza elettrica: 600 kW Potenza termica: 2.8 MW Temperatura dellacqua (in/out): 60°- 80°C Tipo di biomassa: lolla di riso parboiled

20 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 20 Fiusis – elettricità da biomassa agricola Case history Fiusis – energia elettrica da potature di ulivo Cliente : Fiusis srl Applicazione:agricola Luogo: Calimera (LE) Modello ORC: 12 HRS Avviamento: dicembre 2010 Potenza elettrica: 1MW Potenza termica: Temperatura dellacqua (in/out): 25°-35°C Tipo di biomassa: potature di ulivo e cippato t/anno di cippato MW/anno t/anno di CO2 risparmiata Fiusis – energia elettrica da potature di ulivo Cliente : Fiusis srl Applicazione:agricola Luogo: Calimera (LE) Modello ORC: 12 HRS Avviamento: dicembre 2010 Potenza elettrica: 1MW Potenza termica: Temperatura dellacqua (in/out): 25°-35°C Tipo di biomassa: potature di ulivo e cippato t/anno di cippato MW/anno t/anno di CO2 risparmiata

21 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Copyright © – Turboden S.r.l. All rights rerved 21

22 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden – Un caso di successo 22

23 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved R&D Partecipazione a programmi di ricerca nazionali ed europei Cooperazione con Università europee e centri di ricerca Ottimizzazione cicli termodinamici Selezione e controllo fluidi di lavoro Progettazione termo-fluido- dinamica; Programmazione e controllo del software di supervisione Numerosi brevetti ottenuti MARKETING/VENDITE Valutazione della fattibilità tecnico- economica di impianti ORC Offerte personalizzate per massimizzare gli obiettivi economici e ambientali Sostegno per il raggiungimento di incentivi pubblici per energie rinnovabili DESIGN Progettazione meccanica componenti totalmente in house Proprietary design e costruzione propria di turbine ottimizzate ORC STRUMENTI Programmi termo- fluido-dinamici FEA - Finite Element Analysis 3D CAD-CAM Analisi vibrazionale MANUTENZIONE Avviamento e commissioning Manutenzione, assistenza tecnica e gestione parti di ricambio Monitoraggio a distanza & ottimizzazione della gestione degli impianti PRODUZIONE Fornitori selezionati di materiali e componenti Controllo qualità & project management Moduli montati in fabbrica per minimizzare tempi di montaggio in situ I punti di forza di Turboden 23

24 Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved (ultimo aggiornamento dati : gennaio 2010) Turboden – facts & figures 24

25 Turboden s.r.l. Via Cernaia, Brescia, Italia tel fax C.F./P.I. IT capitale sociale i.v. R.I.: C.C.I.A.A. di Brescia REA


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