Celle combustibili

LA COGENERAZIONE CON IL GAS NATURALE

Gli impianti di cogenerazione possono essere di vari tipi che differiscono fra loro nel funzionamento, ma si basano sullo stesso principio. Un semplice impianto di cogenerazione a gas naturale che potete realizzare nella vostra casa si basa sull'impiego di cogeneratori a celle a combustibile. Il metano entra nel cogeneratore fornendo in uscita elettricità e calore, e tutto ciò si ottiene per via elettrochimica, non per combustione. Ciò, accoppiato con l'elevata efficienza del sistema, rende tale soluzione senza dubbio interessante per chi è attento anche all'ambiente. Il vantaggio dell'usare il gas naturale come combustibile sia per produrre elettricità che per fornire calore è dato dalla sua diffusa disponibilità, dalla sua abbondanza e dal prezzo relativamente contenuto rispetto agli altri combustibili di origine fossile.

UN TIPICO COGENERATORE A CELLE A COMBUSTIBILE

Sebbene la cella a combustibile rappresenti il cuore del sistema, ci sono altri componenti importanti che costituiscono un apparato domestico a celle a combustibile. Innanzitutto, occorre un sottosistema di estrazione (reforming) e purificazione che si occupi di trasformare il combustibile fossile - in questo caso gas naturale o metano - in idrogeno puro con cui alimentare la pila di celle a combustibile. Dopodiché, le celle in questione convertono l'idrogeno in corrente continua (DC). A questo punto, come in ogni sistema basato su energie rinnovabili, la corrente va trasformata con un inverter in alternata (AC) alla tensione e frequenza di rete, oppure accumulata in batterie. Esiste poi un sistema per la gestione del calore e dell'acqua che utilizza pompe, ventole, scambiatori di calore per mantenere l'equilibrio termico e soddisfare le richieste energetiche del carico: per questa ragione, i cogeneratori sono sistemi progettati per operare in modo continuativo, anche se con carichi variabili.

INSTALLARE UNA CELLA A COMBUSTIBILE IN CASA PROPRIA

Le celle a combustibile, usate per la cogenerazione domestica, possono abbattere la vostra bolletta energetica fino al 50%. Dopo aver acquistato una cella a combustibile progettata per un utilizzo residenziale, nel giro di pochi anni rientrerete dell'investimento e comincerete a risparmiare, guadagnando indirettamente. La cella a combustibile può venire installata in cantina o anche all'esterno della casa e fungerà da sistema di cogenerazione, cioè in grado di fornire energia elettrica e di riscaldare l'aria e l'acqua. L'efficienza di un tale impianto può arrivare all'85% grazie al fatto che non c'è combustione (quindi non si creano fumi) e successiva generazione elettrica: la cella funziona con un processo elettrochimico trasformando il combustibile direttamente in elettricità. Una comune cella a combustibile per uso domestico può fornire da 1 a 5 kW di elettricità, a seconda dei modelli, e viene alimentata con gas metano. Ovviamente, la potenza della cella deve essere dimensionata ai propri consumi effettivi.

LA PRODUZIONE DI CALORE CON LE CELLE A COMBUSTIBILE

I sistemi a celle combustibili producono calore di scarto che può essere usato facilmente per riscaldare gli ambienti di una casa e per fornire acqua calda, e con il loro uso si possono evitare le tipiche perdite del 7-8% lungo le linee di trasmissione elettriche. Tutto ciò che serve per trasferire il calore da una cella a combustibile a una casa è uno "scambiatore di calore". Infatti, la maggior parte delle celle a combustibile usano aria o acqua per raffreddare l'apparato e mantentenere la temperatura più bassa per una maggiore efficienza. Il calore di scarto prodotto dai generatori elettrici a motore raramente può venire usato a causa del monossido di carbonio e del livello poco consistente del calore: le celle a combustibile non pongono questo rischio e producono in maniera continua una quantità di calore utilizzabile. Inoltre, un sistema a celle a combustibile è silenzioso, essendo il livello di rumorosità tipicamente di circa 1/4 rispetto ad un generatore a gas o diesel della medesima taglia