Un innovativo impianto di cogenerazione con inverter Danfoss

Pubblicato il 22 dicembre 2016

Ad Aarhus, in Danimarca, un impianto di trattamento delle acque reflue simile a molti altri in tutta Europa, ha scoperto un modo per produrre più elettricità e calore rispetto a ciò che consuma, rispondendo al tempo stesso ai requisiti relativi alla gestione dei rifiuti. Questo sviluppo rivoluzionario si basa sulla tecnologia inverter di Danfoss.

Con l’aumento della popolazione mondiale, vi è una chiara esigenza di ottimizzazione degli impianti di trattamento delle acque reflue esistenti. Di fatto, le Nazioni Unite prevedono entro il 2050 un incremento del 55% della domanda globale d’acqua, che a sua volta determinerà un maggior consumo d’energia ed un’accelerazione dei cambiamenti climatici. Secondo il World Economic Forum, la carenza d’acqua e i cambiamenti climatici sono tra i cinque maggiori rischi a livello mondiale. Tuttavia, ora è disponibile una soluzione (pronta per essere replicata) che può aiutare a vincere entrambe le sfide.

Rappresentando tipicamente il 35-40% dell’uso totale di energia delle amministrazioni comunali, è ben documentato che gli impianti idrici e di trattamento delle acque reflue sono fra i maggiori consumatori di elettricità nella maggior parte dei comuni. Tuttavia, il maggiore impianto di trattamento delle acque reflue di Aarhus (Marselisborg) ha trovato una soluzione a questo problema che consiste nel far sì che l’installazione funzioni anche come impianto di cogenerazione.

Nel 2014, l’impianto di Marselisborg ha prodotto il 140% di elettricità (un surplus del 40%) e 2,5 GWh di calore in più che è stato possibile utilizzare nel sistema di teleriscaldamento urbano (riducendo così le emissioni di biossido di carbonio). Questa produzione combinata di calore ed elettricità equivale a una produzione di energia del 190-200%, che è del 90% superiore al consumo dell’impianto. Allo stesso tempo, l’impianto riesce ancora a rispondere ai ristrettissimi requisiti relativi alla gestione dei rifiuti.

Lo sviluppo epocale di Marselisborg è stato reso possibile grazie ad un’avanzata ottimizzazione dei processi ed ad un utilizzo ultra efficiente dell’energia, includendo oltre 140 convertitori di frequenza Danfoss VLT AQUA Drive FC 202 per la gestione delle apparecchiature rotanti come miscelatori, ventilatori e pompe.

Sensori online inviano segnali agli azionamenti permettendo all’impianto di trattamento delle acque reflue di adattarsi ai cambiamenti di carico durante il ciclo delle 24 ore e di risparmiare energia. Ottimizzando le prestazioni, si contribuisce anche a massimizzare la quantità fanghi/carbonio fornita al digestore, che genera i gas utilizzati nei processi di produzione dell’elettricità e del calore.

Il VLT AQUA Drive FC 202 è stato progettato per fornire le migliori prestazioni nelle applicazioni di trattamento delle acque e delle acque reflue che utilizzano motori c.a.. Offre di serie un’ampia gamma di funzioni specifiche per questo settore, a cui si possono aggiungere delle opzioni che ne migliorano le prestazioni. Il motore si adatta tanto ai nuovi progetti quanto agli interventi di retrofit su impianti esistenti. La facile e veloce programmazione della pompa e della regolazione dell’acqua riducono i tempi d’installazione, assicurando massimo rendimento e controllo motore.

Il funzionamento è protetto da un apposito software progettato per prevenire, ad esempio, i colpi d’ariete, mentre l’efficienza energetica è ottimizzata grazie agli algoritmi di controllo dell’azionamento, orientati alla riduzione delle perdite di calore. Inoltre, anche le interferenze elettromagnetiche e le distorsioni armoniche vengono ridotte grazie al filtro RFI integrato e alle induttanze DC.

Da semplice impianto di trattamento delle acque reflue come qualsiasi altro in Europa, oggi l’impianto di Marselisborg funziona come impianto di produzione combinata di calore e potenza, che eroga un surplus di energia. Si ritiene che non esista al mondo nessun altro impianto di trattamento delle acque reflue in grado di produrre così tanta energia addizionale partendo semplicemente dalle acque reflue domestiche. Se il caso di Aarhus si replicasse su scala mondiale, l’energia risparmiata equivarrebbe all’attuale produzione di energia elettrica proveniente da tutte le fonti rinnovabili combinate (ad eccezione dell’energia idroelettrica).

Guardando al futuro, la prospettiva di Aarhus Water è quella di riuscire ad ottenere dai suoi impianti una quantità tale di energia da rispondere anche alle richieste di energia degli impianti di acqua potabile delle città entro il 2020. Di fatto, il successo del progetto ha attirato l’attenzione di città da tutto il mondo, e Aarhus Water ha recentemente firmato un accordo di collaborazione con MWRD, la società di fornitura idrica di Chicago, USA.

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