Sistemi di Accumulo Energetico Pneumatico a serbatoio sottomarino
Professore Laureando
Ing. Lorenzo Battisti Davide Occello
Perché l’accumulo energetico?
Negli ultimi anni la potenza installata di RES in Italia è
aumentata molto. Inoltre l’Italia ha preso l’impegno con L’UE di coprire
almeno il 17% del consumo nazionale entro il 2020.
L’intermittenza delle fonti rinnovabili rende imprevedibile l’offerta di energia. Questo ha diverse ricadute negative sulla rete e sul valore dell’energia
rinnovabile.
Sistema CAES Selezionato
Scopo: Modellizzazione di sistemi di Accumulo Energetico di tipo Pneumatico per valutarne la realizzabilità tecnica
Accumulo Sottomarino a TES liquido
Vantaggi • Pressione idrostatica (costante) • Miglior utilizzo del volume disponibile • Località più presenti in Italia • Regime stazionario in Temperatura
Problematiche • Messa in opera del piping difficoltoso • Ambiente corrosivo • Limitato range di temperature di accumulo • Notevole complessità di impianto
Numerosi Brevetti recentemente presentati
Scelta mirata alla massima efficienza
Funzione di ottimizzazione
• η rendimento complessivo dell’ impianto
• β rapporto di compressione
• ε efficienza degli scambiatori di calore
• TOT temperatura di uscita dalla turbina
• Nc numero di fasi di compressione
• portata volumetrica in entrata
Vincoli
• TOT>5°C
La temperatura di uscita dalla turbina non deve scendere sotto zero. Serve per evitare la formazione di ghaccio in turbina durante l’espansione
• Qe <= Qc
Il calore assorbito durante l’espansione non deve mai superare quello accumulato durante la compressione
• N>=2
Nessuna macchina esistente può sopportare da sola i salti di pressione richiesti e le temperature in gioco durante la compressione
Rendimento vs Nc, ε
Si evidenzia una tendenza ad avere il miglior rendimento, con un numero elevato di stadi di compressione a basse efficienze di scambio, mentre la tendenza si inverte ad alte efficienze.
Valutazione delle potenze ottenibili
Dalle considerazioni precedenti sono stati scelti i seguenti parametri di processo
• ε =0.8 valutazione di un caso possibile
• TOT = 5°C
• Nc =3 max rendimento/num. macchine
Conclusioni
In questa presentazione è stato presentato il risultato del modello termodinamico del CAES sottomarino, non la parte (sviluppata) sulla scelta della tipologia e dimensione delle macchine.
Risultati: • Non risulta conveniente oltrepassare i 50 bar di pressione • Per ε > 0.75conviene mantenere basso il numero di macchine • Il limite principale trovato all’efficienza complessiva, sono le
efficienze degli scambiatori di calore. • Le potenze ottenibili e i tempi di scarica sono paragonabili a quelli
ottenibili da altri sistemi CAES (~ 100 MW) • Le efficienze ottenute in questo studio confermano dati in
letteratura di altri CAES adiabatici (η ~65-80%)
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