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CENTRO STUDI DI ECONOMIA E TECNICA DELL’ENERGIA“GIORGIO LEVI CASES”
Sistemi di Stoccaggio Innovativi Abbinati al Recupe ro del Calore di Scarto in Processi Industriale
30 Novembre 2016, Padova, Italia
INTEGRAZIONE TRA SISTEMI DI RECUPERO DEL CALORE E
SISTEMI DI STOCCAGGIO: OPPORTUNITÀ DI RICERCA
ALL’UNIPD
Relatore: Alberto Benato, Ph.D.
Postdoctoral Researcher
Dipartimento di Ingegneria Industriale - dIIUniversità degli Studi di Padova
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
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BACKGROUND
◊ Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
• Motivazioni → Soluzione Migliore → Produzione di Energia Elettrica → Sorgenti a Temperatura e Potenza Limitate
• Logica → Selezione del Fluido di Lavoro
• Criteri di Progetto → Turbine
• Caratteristiche → Scambiatori di Calore
• Esempi → Impianto ORC
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BACKGROUND
◊ Tecnologie di Stoccaggio dell’Energia Elettrica
• Motivazioni → Necessari → Sistemi di Stoccaggio
• Caratteristiche → Impianti di Stoccaggio
• Campi di Utilizzo
• Tecnologie Consolidate → PHS
• Tipologie Emergenti → PTES
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
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OdR all’UNIPD: ORC
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
1) Analisi del Punto di Progetto
2) Analisi in Off-Design
3) Analisi Dinamiche
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
1) Analisi del Punto di Progetto
a) Selezione del Fluido
b) Selezione della Configurazione di Impianto
OdR all’UNIPD: ORC
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
1) Analisi del Punto di Progetto
Codice di Ottimizzazione
Single Objective Multi Objective
Variabili da Ottimizzare
Fluido di Lavoro Configurazione
Ciclo Termodinamico Dim. Componenti
Configurazione Fluido
OdR all’UNIPD: ORC
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
1) Analisi del Punto di Progetto: Esempio
OdR all’UNIPD: ORC
� Recupero dai Prodotti della Combustione →Turbina a Gas → 600 kW
• Obiettivo → Massimizzazione Potenza Elettrica
• Scelta Fluido → 115 Puri e Relative Miscele
• Configurazioni → 4 Layout di Impianto
• Analisi Energetica, Exergetica ed Economica
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OdR all’UNIPD: ORC
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OdR all’UNIPD: ORC
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
2) Analisi di Off-Design
Codice Commerciale
Dimensionamento dei Componenti
Comportamento dell’Impianto
Strategia di Controllo Stimare le Performance
OdR all’UNIPD: ORC
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
2) Analisi di Off-Design: Esempio
OdR all’UNIPD: ORC
� Recupero dai Prodotti della Combustione →Micro-Turbina a Gas → 65 kW
• Ottimizzazione del Punto di Progetto
• Design Dettagliato dei Componenti
• Studio dell’Off-Design con Differenze Strategie di Controllo
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OdR all’UNIPD: ORC
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
3) Analisi Dinamica
Codice Commerciale
Analizzare Stress sui Componenti
Stima Vita Utile Residua
OdR all’UNIPD: ORC
Decomposizione Fluido Organico
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o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
3) Analisi Dinamica: Esempio
OdR all’UNIPD: ORC
� Recupero dai Prodotti della Combustione →Turbina a Gas → 16 MW
• Ottimizzazione del Punto di Progetto
• Analisi di Off-Design
• Analisi Dinamica → Modello Dettagliato →Individuazione Decomposizione Fluido
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OdR all’UNIPD: ORC
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OdR all’UNIPD: ORC
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
OPPORTUNITA’ DI RICERCA all’UNIPD
o Sistemi di Stoccaggio
1) Pumped Hydro Energy Storage
2) Compressed Air Energy Storage
3) Pumped Thermal Electricity Storage
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OPPORTUNITA’ DI RICERCA all’UNIPD
o Sistemi di Stoccaggio
1) Pumped Hydro Energy Storage
2) Compressed Air Energy Storage
3) Pumped Thermal Electricity Storage
a) Configurazioni Attuali
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OdR all’UNIPD: PTES
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OdR all’UNIPD: PTES
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OdR all’UNIPD: PTES
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OPPORTUNITA’ DI RICERCA all’UNIPD
o Sistemi di Stoccaggio
1) Pumped Hydro Energy Storage
2) Compressed Air Energy Storage
3) Pumped Thermal Electricity Storage
a) Configurazioni Attuali
b) Sviluppo Configurazioni Alternative
c) Proposta di Brevetto
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OdR all’UNIPD: PTES
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OdR all’UNIPD: PTES
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o Sistemi di Stoccaggio
3) Pumped Thermal Electricity Storage
c) Proposta di Brevetto
OdR all’UNIPD: PTES
• Sviluppo dei Componenti
• Scelta dei Materiali
• Ottimizzazione del Sistema
• Implementazione della Gestione
• Realizzazione di un Prototipo
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
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OPPORTUNITA’ DI RICERCA all’UNIPD
o Integrazione tra ORC e PTES
• Sistemi Modulari
• Integrabili in Sistemi Elettrici Esistenti
• Opportunità per Paesi in Via di Sviluppo
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OdR all’UNIPD: ORC + PTES
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
OdR all’UNIPD: ORC + PTES
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OdR all’UNIPD: ORC + PTES
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AGENDA
◊ Background
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
◊ Conclusioni
Integrazione tra sistemi di recupero del calore e si stemi di stoccaggio: opportunità di ricerca all’UNI PDRelatore: Alberto Benato, Dipartimento di Ingegneri a Industriale, Università di Padova
CONCLUSIONI
◊ Opportunità di Ricerca
o Tecnologia dei Motori a Fluido Organico
o Sistemi di Stoccaggio Innovativi
o Integrazione tra ORC e PTES
Grazie dell’Attenzione!!!