45
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100 Campobasso Fattibilità di un sistema cogenerativo per un complesso commerciale-residenziale Dott. Ing. Luigi Martirano Ricercatore e docente di domotica ed uso razionale dell’energia elettrica Dipartimento dell’Energia Elettrica dell’Università “La Sapienza di Roma”

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICAVia Eudossiana, 18 – 00184 - Roma

Camera di Commercio Industria Artigianato AgricolturaPiazza della Vittoria 1 86100 Campobasso

Fattibilità di un sistema cogenerativo per un complesso commerciale-

residenziale

Dott. Ing. Luigi Martirano

Ricercatore e docente di domotica ed uso razionale dell’energia elettrica

Dipartimento dell’Energia Elettrica dell’Università “La Sapienza di Roma”

Page 2: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Lo studio si propone di verificare la fattibilità tecnica ed economica di realizzazione di un sistema di cogenerazione per un complesso costituito da unità abitative, terziario e negozi.

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 3: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Cos’è la cogenerazione ?

Per cogenerazione si intende l’utilizzo di un combustibile in un processo di produzione contemporanea di energia termica e di energia elettrica.

Gli impianti di cogenerazione sono caratterizzati da quattro possibili configurazioni di base:

•Motore alternativo

•Turbina a gas

•Turbina a vapore in contropressione

•Ciclo combinato

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 4: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Promozione della cogenerazione ad alto rendimento

La Direttiva Comunitaria 2004/8/CE dell’11 febbraio 2004 sulla promozione della cogenerazione basata su una domanda di calore utile nel mercato interno dell’energia evidenzia come attualmente nella Comunità il potenziale per l’uso della cogenerazione come mezzo per risparmiare energia sia sottoutilizzato.

Per garantire una maggiore penetrazione sul mercato della cogenerazione anche a livello residenziale-terziario-commerciale, la Direttiva invita tutti gli Stati membri a sfruttare il potenziale nazionale di cogenerazione ad alto rendimento con interventi di sostegno pubblico quali esenzioni o riduzioni fiscali, certificati bianchi e verdi e regimi di sostegno diretto ai prezzi.

Decreto Legislativo n.20 dell’8 febbraio 2007

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 5: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Macchina considerata nello studio

EE100 kW

ET167 kW

P 83 kW

30%

48%GAS350 kW

Microturbina a gas 100kW elettriciDott. Ing. Luigi Martirano

Page 6: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Principio di funzionamento

EE100 kW

ET167 kW

P 83 kW

= 48%

GAS350 kW

= 30%

Consumi: 34,5 m3/ora(a piena potenza)

CALORE

ELETTRICITA’

PERDITE

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 7: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Conviene ?

Dal punto di vista termodinamico, la cogenerazione rappresenta un sistema certamente conveniente perché il rendimento complessivo (elettrico+termico) è favorevole:

1) in una centrale termoelettrica si raggiunge al massimo un 55%-60% (cicli combinati), ma in centrali ancora di vecchia generazione si è al 35%-38%

2) in un impianto di cogenerazione si possono raggiungere anche rendimenti del 90% (tipicamente 70%-85%), dove la parte elettrica raggiunge al massimo il 30%-35% e il resto è il rendimento termico.

Turbec T100 rendimento complessivo 78% (elettrico 30%)

PUNTO DI VISTA TECNICO-TEORICODott. Ing. Luigi Martirano

Page 8: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Conviene ?

Dal punto di vista realizzativo occorre effettuare uno studio puntuale per verificare se la cogenerazione rappresenta un sistema conveniente economicamente.

La fattibilità dipende sostanzialmente da:

PUNTO DI VISTA PRATICO-REALIZZATIVO

•Dati relativi agli assorbimenti di energia termica del complesso (quantità di energia annuale e diagrammi orari)

•Dati relativi agli assorbimenti di energia elettrica della fornitura alla quale è allacciata il cogeneratore (quantità di energia annuale e diagrammi orario)

•Modalità di valorizzazione dell’energia elettrica prodotta in cogenerazione (vendita o scambio sul posto)

•Costo del gas e dell’energia elettrica (in acquisto ed in vendita o scambiata)

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 9: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Sistema energetico studiato

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTIIM

PIAN

TO

ELE

TTRIC

O

SERVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

Il cogeneratore produce l’acqua calda per tutto il complesso e l’energia elettrica esclusivamente per i servizi comuni “allargati”

Complesso costituito da:- 150 appartamenti- 25 negozi e terziario

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 10: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Sistema energetico studiato

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTIIM

PIAN

TO

ELE

TTRIC

O

SERVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

Il cogeneratore produce l’acqua calda per tutto il complesso e l’energia elettrica esclusivamente per i servizi comuni “allargati”

Complesso costituito da:- 150 appartamenti- 25 negozi e terziario

CASO 1

CASO 2

CASO 3

ENERGIA TERMICA

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 11: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Dimensionamento del sistemaE’ opportuno effettuare un dimensionamento

del sistema cogenerativo in funzione dell’energia elettrica prodotta considerando però il ciclo di funzionamento termico dal

momento che l’esercizio più conveniente è thermal driven cioè elettrico a seguire.

Infatti eventuali esuberi di energia elettrica prodotta vengono valorizzati in modo non conveniente per l’utente

Un primo principio generale è che in ogni caso l’energia elettrica prodotta in cogenerazione in un

anno solare NON SIA MAGGIORE

dell’energia elettrica annuale richiesta dal punto di fornitura

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTI

IMPI

AN

TO

ELE

TTRIC

O

SERVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO S

ERVIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO T

RAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

?

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 12: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Dimensionamento del sistema

E’ opportuno effettuare un dimensionamento del sistema cogenerativo in funzione dell’energia elettrica prodotta considerando però il ciclo di funzionamento termico dal

momento che l’esercizio più conveniente è thermal driven cioè elettrico a seguire.

Infatti in questo modo l’energia elettrica prodotta in cogenerazione viene valorizzata al valore massimo pari al costo di acquisto dell’energia elettrica (14 ceuro/kWh)

Un secondo principio generale è che, per quanto possibile, l’energia elettrica prodotta è opportuno

venga autoconsumata senza effettuare immissioni o prelievi di energia dal distributore.

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 13: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Dimensionamento del sistema

L’energia termica (calore) richiesta dall’ intero complessointero complesso annualmente ed i relativi diagrammi di assorbimento

presunti (estivo, invernale, feriale, festivo)

L’energia elettrica richiesta dal punto di forniturapunto di fornitura al quale è allacciato il cogeneratore ed i relativi diagrammi di

assorbimento presunti

Occorre stimare:

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 14: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Consumi energetici

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTI

IMPI

AN

TO

ELE

TTR

ICO

SE

RVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

Complesso costituito da:- 150 appartamenti- 25 negozi e terziario

Circa 350 MWh

Circa 200 MWh

Circa 250 MWh

TOT:

Circa 1200 MWh

CONSUMI ANNUALI

Circa 1000 MWh

Circa 400 MWh

Circa 400 MWh

1000 MWh

1

2

3

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 15: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Soluzione 2x100 kW

EE200 kW

ET335 kW

P 166 kW

GAS700 kW

Et = 1400 MWh

Energia prodotta con esercizio elettrico a seguire

h = 4300 ore di funzionamento a piena potenza

Ee = 860 MWh

Posso utilizzarla per:

1) Servizi condominiali 400MWh

2) Servizi comuni 1200 MWh

3) Intero complesso 2200MWh

Tutta l’energia termica prodotta è utilizzata per l’intero complesso:

- acqua calda sanitaria

- riscaldamento degli appartamenti

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 16: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Diagrammi di assorbimento

Elettrico – invernale 1) 2) 3)

DIAGRAMMA ELETTRICO INVERNALE DEL COMPLESSO

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.00 -1.00

1.00 -2.00

2.00 -3.00

3.00 -4.00

4.00 -5.00

5.00 -6.00

6.00 -7.00

7.00 -8.00

8.00 -9.00

9.00 -10.00

10.00 -11.00

11.00 -12.00

12.00 -13.00

13.00 -14.00

14.00 -15.00

15.00 -16.00

16.00-17.00

17.00 -18.00

18.00 -19.00

19.00 -20.00

20.00 -21.00

21.00 -22.00

22.00 -23.00

23.00 -24.00

complesso

clima comm

emergenza

servizi

1

2

31) Servizi condominiali Ea= 400MWh

2) Servizi comuni Ea= 1200 MWh

3) Intero complesso Ea= 2200MWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 17: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Diagrammi di assorbimento

Elettrico – estivo 1)-2)-3)

DIAGRAMMA ELETTRICO ESTIVO DEL COMPLESSO

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.00 -1.00

1.00 -2.00

2.00 -3.00

3.00 -4.00

4.00 -5.00

5.00 -6.00

6.00 -7.00

7.00 -8.00

8.00 -9.00

9.00 -10.00

10.00-

11.00

11.00-

12.00

12.00-

13.00

13.00-

14.00

14.00-

15.00

15.00-

16.00

16.00-17.00

17.00-

18.00

18.00-

19.00

19.00-

20.00

20.00-

21.00

21.00-

22.00

22.00-

23.00

23.00-

24.00

complesso

emergenza

clima comm

clima res

servizi

1

2

3

1) Servizi condominiali Ea= 400MWh

2) Servizi comuni Ea= 1200 MWh

3) Intero complesso Ea= 2200MWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 18: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Diagrammi di assorbimento

Termico – invernale e quindi elettrico prodotto in cogenerazione

Diagramma cogeneratore invernale

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ee prodotta

Et assorbita

Intero complesso Ea= 1400MWh termici

Diagramma invernale:

Riscaldamento appartamenti

Acqua calda sanitaria (teleriscaldamento)

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 19: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Diagrammi di assorbimento

Termico –estivo e quindi elettrico prodotto in cogenerazione

Diagramma cogeneratore estivo

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ee prodotta

Et assorbita

Intero complesso Ea= 1400MWh termici

Diagramma estivo :

Solo acqua calda sanitaria (teleriscaldamento)

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 20: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Valorizzazione dell’energia elettricaE’ vantaggioso adottare l’opzione dello scambio sul posto SSP

delibera 74/2008 in vigore dal 1 gennaio 2009

Cliente

Distributore

RETE

distribuzione dell’energia elettrica alle unità immobiliari

per i servizi individuali

distribuzione dell’energia elettrica per i servizi comuni

CogenerazioneCOMPLESSO

kWh

kWh

kWh

Ep

EaEpr Ei

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 21: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Valorizzazione dell’energia elettrica

EpEac

EaEi

Epr

Cliente

Distributore

RETE

distribuzione dell’energia elettrica

alle unità immobiliari per i servizi individuali

distribuzione dell’energia elettrica per i servizi comuni

CogenerazioneCOMPLESSO

kWh

kWh

kWh

Cliente

Distributore

RETE

distribuzione dell’energia elettrica

alle unità immobiliari per i servizi individuali

distribuzione dell’energia elettrica per i servizi comuni

CogenerazioneCOMPLESSO

kWh

kWh

kWh

RETE ELETTRICA

SCAMBIO SUL POSTO

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 22: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Valorizzazione dell’energia elettricaDiagrammi elettrici

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

REGIME DI VENDITA:

- Pago Epr e vendo Ei

SCAMBIO SUL POSTO:

-Saldo Epr-Ei

Dal 1 gennaio 2009 è cambiato

>0 pago Epr-Ei

<0 vendo Ei-Epr

Ep=Eau+Ei

Ea=Eau+Epr

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 23: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto SSP

SCAMBIO SUL POSTO DELIBERA 78/2008

IN VIGORE DAL 1 GENNAIO 2009

IL RAPPORTO E’ ESCLUSIVAMENTE CON IL GSE QUINDI L’UTENTE PAGA AL FORNITORE TUTTA L’ENERGIA PRELEVATA Epr E POI AVRA’ DAL GSE UN COMPENSO PER L’ENERGIA SCAMBIATA

LA VALUTAZIONE DEL COMPENSO E’ COMPLESSA

E’ POSSIBILE VENDERE L’ENERGIA IMMESSA EVENTUALMENTE SUPERIORE A QUELLA PRELEVATA

Condizione essenziale per l’erogazione del servizio SSP è la presenza di impianti per la produzione e per il consumo di energia elettrica sottesi ad un unico punto di connessione con la rete elettrica

Il servizio SSP consiste nel realizzare una particolare forma di autoconsumo consentendo che l’energia elettrica prodotta ed immessa in rete possa essere prelevata in un tempo differente utilizzando quindi il sistema elettrico quale strumento per l’immagazzinamento dell’energia prodotta ma non contestualmente autoconsumata

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 24: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto SSPDott. Ing. Luigi Martirano

Page 25: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto SSP

OE=OPR-oneri di sistema

OPR oneri di acquisto

CEI controvalore dell’energia immessa

CUS (trasporto e dispacciamento)

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 26: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto SSPa Quantità di energia elettrica prelevata Epr 530.000 kWh

b Quantità di energia elettrica immessa Ei 190.000 kWh

c Prezzo unitario medio dell'energia elettrica prelevata 0,14 euro/kWh

d Prezzo unitario medio dell'energia elettrica immessa 0,10 euro/kWh

eOnere di acquisto dell'energia prelevata OPR trasmesso al GSE

OPR a x c 74.200,00 euro

f Controvalore dell'energia elettrica immessa CEI CEI b x d 19.000,00 euro

gParte dell'onere di acquisto relativa all'accesso alla rete (trasporto, dispacciamento, oneri generali) si ipotizza unitariamente pari a 4,57ceuro/kWh

0,0457 0,0457 x a 24.221,00 euro

h Onere residuo di acquisto dell'energia prelevata OE e - g 49.979,00 euro

i Quantità di energia scambiata MIN (a;b) 190.000 kWh

lParte unitaria variabile dell'onere relativo a trasporto e dispacciamento in prelievo CUS

CUS 0,0161 euro/kWh

m Contributo in conto scambio CS CS 22.059,00 eurodi cui relativo alla compensazione tra il valore dell'energia immessa ed il valore dell'energia prelevata

MIN (f;h) 19.000,00 euro

di cui relativo ai servizi di trasporto e dispacciamento l x i 3.059,00 euro

n1 Riporto a credito f - h 0,00 euron2 Vendita dell'energia eccedente f - h 0,00 euro

o Totale compenso m + n 22.059,00 euro

p Riconoscimento per ogni kWh immesso o / b 0,116 euro/kWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 27: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Composizione del prezzo dell’energiaDott. Ing. Luigi Martirano

Page 28: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Delibera 78/08 SSP

Ep=Eac+Ei

Ea=Eac+Epr

Ep-Ea=Ei-Epr

EP

Eac

Ei

prezzoacquisto

se Ei<Epr

se Ei>Epr

CSSEpr

Ei-Epr prezzovendita

14

11,6

10

Page 29: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Delibera 78/08 SSP

Si possono definire due parametri:

%

Ep

Eac

%

Ei

Epr Solo se Ei>Epr definisce la quota di energia immessa in rete valorizzata a SCC

Definisce la quota di energia prodotta autoconsumata e quindi valorizzata con il prezzo di acquisto

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 30: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Criterio di ottimizzazione

Il criterio di ottimizzazione è che l’energia elettrica prodotta in cogenerazione in un anno solare ed

immessa in rete Ei NON SIA MAGGIORE

dell’energia elettrica annuale prelevata Epr

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 31: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Criterio di ottimizzazione

• Eac/Ep 1 • Epr/Ei > 1

se Ei<Epr

se Ei>Epr EiEi

EprEiEi

Ei

EprEp

Ep

EacEp

EiEpEp

EacEp

14 11,6 10

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 32: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

STUDIO DI FATTIBILITA’

CASO 1 LA COGENERAZIONE E’ ALLACCIATA AD UN IMPIANTO ELETTRICO CHE

ALIMENTA ESCLUSIVAMENTE I SERVIZI CONDOMINIALE

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTI

IMPI

AN

TO

ELE

TTR

ICO

SE

RVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALICONSUMI ANNUALI ELETTRICI

400 MWh

PRODUZIONE COGENERAZIONE

860 MWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 33: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 1 - Diagrammi invernali (243gg)Assorbimenti invernali

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Ep=2800 kWh/giorno

Ea=1137 kWh/giorno

Ei= 2140 kWh/giorno

Epr= 476 kWh/giorno

Eautoconsumata=660 kWh/giorno

Ei =2140 kWh/giorno

Epr =476 kWh/giorno

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 34: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 1 Diagrammi estivi (122gg)Assorbimenti estivi

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Ep=1450 kWh/giorno

Ea= 931 kWh/giorno

Ei= 985 kWh/giorno

Epr= 467 kWh/giorno

Eautoconsumata=465 kWh/giorno

Ei =985 kWh/giorno

Epr =467 kWh/giorno

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 35: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Fattibilità economica caso1Ep =860 MWh

Ea =390 MWh

Eautoconsumata=220 MWh

Ei =640 MWh

Epr =170 MWh

INVESTIMENTO 240.000 euro

FLUSSO DI CASSA 16.000 euro

TEMPO DI RITORNO 15,2 anni

a Quantità di energia elettrica prelevata Epr 172.000 kWh

b Quantità di energia elettrica immessa Ei 640.000 kWh

c Prezzo unitario medio dell'energia elettrica prelevata 0,14 euro/kWh

d Prezzo unitario medio dell'energia elettrica immessa 0,10 euro/kWh

eOnere di acquisto dell'energia prelevata OPR trasmesso al GSE

OPR a x c 24.080,00 euro

f Controvalore dell'energia elettrica immessa CEI CEI b x d 64.000,00 euro

gParte dell'onere di acquisto relativa all'accesso alla rete (trasporto, dispacciamento, oneri generali) si ipotizza unitariamente pari a 4,57ceuro/kWh

0,0457 0,0457 x a 7.860,40 euro

h Onere residuo di acquisto dell'energia prelevata OE e - g 16.219,60 euro

i Quantità di energia scambiata MIN (a;b) 172.000 kWh

lParte unitaria variabile dell'onere relativo a trasporto e dispacciamento in prelievo CUS

CUS 0,0161 euro/kWh

m Contributo in conto scambio CS CS 18.988,80 eurodi cui relativo alla compensazione tra il valore dell'energia immessa ed il valore dell'energia prelevata

MIN (f;h) 16.219,60 euro

di cui relativo ai servizi di trasporto e dispacciamento l x i 2.769,20 euro

n1 Riporto a credito f - h 47.780,40 euron2 Vendita dell'energia eccedente f - h 47.780,40 euro

o Totale compenso m + n 66.769,20 euro

p Riconoscimento per ogni kWh immesso o / b 0,104 euro/kWh

L’energia immessa non autoconsumata è valorizzata a 0,104 euro/kWh perché è quasi tutta venduta

%

Ep

Eac

%

Ei

Epr=25% =26%

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 36: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

STUDIO DI FATTIBILITA’

CASO 2 LA COGENERAZIONE E’ ALLACCIATA AD UN IMPIANTO ELETTRICO CHE

ALIMENTA TUTTI I SERVIZI COMUNI

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTI

IMPI

AN

TO

ELE

TTR

ICO

SE

RVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

CONSUMI ANNUALI ELETTRICI

1200 MWh

PRODUZIONE COGENERAZIONE

860 MWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 37: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 2 - Diagrammi invernali (243gg)

Ep=2800 kWh/giorno

Ea=2806 kWh/giorno

Ei= 767 kWh/giorno

Epr= 774 kWh/giorno

Eautoconsumata=2032 kWh/giorno

Ei = 767 kWh/giorno

Epr =774 kWh/giorno

Assorbimenti invernali

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 38: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 2 Diagrammi estivi (122gg)

Ep=1450 kWh/giorno

Ea= 4240 kWh/giorno

Ei= 24 kWh/giorno

Epr= 2816 kWh/giorno

Eautoconsumata=1426 kWh/giorno

Ei = 24 kWh/giorno

Epr =2816 kWh/giorno

Assorbimenti estivi

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 39: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Fattibilità economica caso2Ep =860 MWh

Ea =1200 MWh

Eautoconsumata=670 MWh

Ei =190 MWh

Epr =530 MWh

INVESTIMENTO 240.000 euro

FLUSSO DI CASSA 34.000 euro

TEMPO DI RITORNO 7 anni

a Quantità di energia elettrica prelevata Epr 530.000 kWh

b Quantità di energia elettrica immessa Ei 190.000 kWh

c Prezzo unitario medio dell'energia elettrica prelevata 0,14 euro/kWh

d Prezzo unitario medio dell'energia elettrica immessa 0,10 euro/kWh

eOnere di acquisto dell'energia prelevata OPR trasmesso al GSE

OPR a x c 74.200,00 euro

f Controvalore dell'energia elettrica immessa CEI CEI b x d 19.000,00 euro

gParte dell'onere di acquisto relativa all'accesso alla rete (trasporto, dispacciamento, oneri generali) si ipotizza unitariamente pari a 4,57ceuro/kWh

0,0457 0,0457 x a 24.221,00 euro

h Onere residuo di acquisto dell'energia prelevata OE e - g 49.979,00 euro

i Quantità di energia scambiata MIN (a;b) 190.000 kWh

lParte unitaria variabile dell'onere relativo a trasporto e dispacciamento in prelievo CUS

CUS 0,0161 euro/kWh

m Contributo in conto scambio CS CS 22.059,00 eurodi cui relativo alla compensazione tra il valore dell'energia immessa ed il valore dell'energia prelevata

MIN (f;h) 19.000,00 euro

di cui relativo ai servizi di trasporto e dispacciamento l x i 3.059,00 euro

n1 Riporto a credito f - h 0,00 euron2 Vendita dell'energia eccedente f - h 0,00 euro

o Totale compenso m + n 22.059,00 euro

p Riconoscimento per ogni kWh immesso o / b 0,116 euro/kWh

%

Ep

Eac

%

Ei

Epr=78% =280%

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 40: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

STUDIO DI FATTIBILITA’

CASO 3 LA COGENERAZIONE E’ ALLACCIATA AD UN IMPIANTO ELETTRICO CHE

ALIMENTA TUTTO IL COMPLESSO

COGENERATORETURBINA A GAS CLIMATIZZAZIONE ESTIVA

APPARTAMENTI

IMPI

AN

TO

ELE

TTR

ICO

SE

RVIZ

I CO

MU

NI

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA-INVERNALENEGOZI

SERVIZIO D'EMERGENZA A POTENZA LIMITATA

RISCALDAMENTO APPARTAMENTI

ACQUA CALDA SANITARIAENERGIA TERMICA

ENERGIA ELETTRICA

ENEL

OPZIONE SCAMBIO SUL

POSTO

CONSEGNAMT

SERVIZIO ELETTRICOINDIVIDUALE

CONSEGNE BT

IMPI

AN

TO

SER

VIZ

I CO

MU

NI

IMPI

AN

TO

TRAD

IZIO

NALE

SERVIZI CONDOMINIALI

CONSUMI ANNUALI ELETTRICI

2200 MWh

PRODUZIONE COGENERAZIONE

860 MWh

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 41: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 3 - Diagrammi invernali (243gg)

Ep=2800 kWh/giorno

Ea=5456 kWh/giorno

Ei= 18 kWh/giorno

Epr= 2674 kWh/giorno

Eautoconsumata=2781 kWh/giorno

Ei = 18 kWh/giorno

Epr =2674 kWh/giorno

Assorbimenti invernali

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 42: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Scambio sul posto

Caso 3 Diagrammi estivi (122gg)

Ep=1450 kWh/giorno

Ea= 6892 kWh/giorno

Ei= 0 kWh/giorno

Epr= 5446 kWh/giorno

Eautoconsumata=1450 kWh/giorno

Ei = 0 kWh/giorno

Epr =5446 kWh/giorno

Assorbimenti estivi

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

E prodotta

E assorbita

E immessa

E prelevata

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 43: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

Fattibilità economica caso3Ep =860 MWh

Ea =2200 MWh

Eautoconsumata=860 MWh (100%)

Ei =40 MWh

Epr =1300 MWh

INVESTIMENTO 240.000 euro

FLUSSO DI CASSA 39.000 euro

TEMPO DI RITORNO 6,2 anni

a Quantità di energia elettrica prelevata Epr 1.300.000 kWh

b Quantità di energia elettrica immessa Ei 40.000 kWh

c Prezzo unitario medio dell'energia elettrica prelevata 0,14 euro/kWh

d Prezzo unitario medio dell'energia elettrica immessa 0,10 euro/kWh

eOnere di acquisto dell'energia prelevata OPR trasmesso al GSE

OPR a x c 182.000,00 euro

f Controvalore dell'energia elettrica immessa CEI CEI b x d 4.000,00 euro

gParte dell'onere di acquisto relativa all'accesso alla rete (trasporto, dispacciamento, oneri generali) si ipotizza unitariamente pari a 4,57ceuro/kWh

0,0457 0,0457 x a 59.410,00 euro

h Onere residuo di acquisto dell'energia prelevata OE e - g 122.590,00 euro

i Quantità di energia scambiata MIN (a;b) 40.000 kWh

lParte unitaria variabile dell'onere relativo a trasporto e dispacciamento in prelievo CUS

CUS 0,0161 euro/kWh

m Contributo in conto scambio CS CS 4.644,00 eurodi cui relativo alla compensazione tra il valore dell'energia immessa ed il valore dell'energia prelevata

MIN (f;h) 4.000,00 euro

di cui relativo ai servizi di trasporto e dispacciamento l x i 644,00 euro

n1 Riporto a credito f - h 0,00 euron2 Vendita dell'energia eccedente f - h 0,00 euro

o Totale compenso m + n 4.644,00 euro

p Riconoscimento per ogni kWh immesso o / b 0,116 euro/kWh

%

Ep

Eac

%

Ei

Epr=100% >100%

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 44: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

CONCLUSIONILa fattibilità economica di un sistema cogenerativo dipende da:

•Numero di ore di funzionamento della macchina h

•Rapporto tra energia autoconsumata ed energia prodotta Eac/Ep

•Rapporto tra energia prelevata ed energia immessa Epr/Ei

CASI ESAMINATI

Per i 3 casi esaminati si può concludere che:

Il caso 3 è quello economicamente più vantaggioso (TR=6 anni)

Il caso 2 è economicamente sostenibile (TR=7 anni)

Il caso 1 per essere economicamente sostenibile necessita di incentivi o finanziamenti appositi (TR=15 anni)

Dott. Ing. Luigi Martirano

Page 45: DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA Via Eudossiana, 18 – 00184 - Roma Camera di Commercio Industria Artigianato Agricoltura Piazza della Vittoria 1 86100

CONCLUSIONI

Flusso di cassa annuale

€ -

€ 5.000,00

€ 10.000,00

€ 15.000,00

€ 20.000,00

€ 25.000,00

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Energia elettrica autoconsumata

Eu

ro

PAYBACK (anni)

0

2

4

6

8

10

12

14

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100

%

Energia elettrica autoconsumata

An

ni

Epr/Ei=0,5

Epr>Ei

h=4300 ore di utilizzazione

Dott. Ing. Luigi Martirano