Microgeneratore residenziale: il prototipo per creare energia e calore è realtà

Negli Stati Uniti è stato sperimentato un prototipo innovativo di mCHP, che è dotato di un motore a pistoni. Questo sistema è in grado di operare sia con l’utilizzo di idrogeno sia attraverso la combinazione di accumulo a batterie e l’energia solare.

Cos’è e come funziona il microgeneratore residenziale

La microcogenerazione è un sistema che produce simultaneamente calore ed elettricità utilizzando la stessa fonte di energia. Questa tecnologia è adatta per essere impiegata in singole abitazioni o edifici. Di solito, questi sistemi sono alimentati da gas, biogas o GPL e in alcuni casi possono anche utilizzare biodiesel.

I dispositivi di microcogenerazione hanno dimensioni e forma simili alle normali caldaie domestiche e, come queste, possono fornire acqua calda per uso sanitario e riscaldare gli ambienti. Inoltre, sono in grado di generare energia elettrica.

Attualmente, esistono diverse tecnologie disponibili per la microcogenerazione. Le principali differenze tra di esse riguardano l’uso di un motore a combustione interna o celle a combustibile, oppure l’impiego di un motore a combustione esterna o microturbine.

I progressi sono notevoli

È stato fatto un notevole progresso nel settore della microcogenerazione (mCHP), una tecnologia che permette di generare simultaneamente elettricità e calore utile. Negli Stati Uniti, un team di ricercatori presso l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL), in collaborazione con l’azienda Enginuity Power Systems, ha sviluppato e testato con successo un nuovo microgeneratore residenziale.

Questo innovativo dispositivo ha dimostrato di raggiungere un’efficienza complessiva superiore al 93% e un’efficienza dell’energia elettrica superiore al 35%. Questi risultati sono stati ottenuti grazie all’impiego di un motore a quattro tempi a pistoni contrapposti (OP4S), brevettato da Enginuity, che ha portato le prestazioni a un livello senza precedenti.

Il recente sviluppo condotto dall’Oak Ridge National Laboratory ha introdotto un’innovazione nel campo della microcogenerazione domestica, utilizzando un motore alternativo a combustione interna chiamato OP4S. Questo motore offre diversi vantaggi significativi per i microgeneratori domestici. Uno dei vantaggi più interessanti è la sua compattezza, che si traduce in un basso peso e prestazioni elevate. Inoltre, presenta una minore dispersione termica attraverso le pareti del cilindro, garantendo una maggiore efficienza termodinamica.

I test e il rapporto CRADA dell’ORNL hanno dimostrato che il motore Enginuity OP4S può raggiungere un’efficienza energetica vicina al 40%, superando nettamente le prestazioni di qualsiasi altro motore delle stesse dimensioni e categoria. Questo risultato evidenzia le notevoli migliorie introdotte da questa tecnologia avanzata nel settore della microcogenerazione domestica.

La presenza del motore OP4S all’interno di un microgeneratore residenziale può effettivamente fare la differenza. I ricercatori hanno condotto una valutazione su un mCHP equipaggiato con l’OP4S, progettato per applicazioni domestiche e dotato di un sistema di accumulo a batteria e un serbatoio dell’acqua da 197 litri. Il motore può utilizzare gas naturale, biogas o idrogeno come fonti di energia per la generazione di elettricità. I dati ottenuti sono stati sorprendenti e hanno superato le aspettative in termini di efficienza energetica.

Il dottor Zhiming Gao dell’ORNL, che ha guidato le sperimentazioni e la ricerca, ha affermato

I risultati dei dati sono impressionanti e superano le previsioni per quanto riguarda l’efficienza energetica. Il mCHP con il motore OP4S ha dimostrato di raggiungere un’efficienza elettrica in corrente alternata del 35,2% in modalità di combustione magra, che si riferisce a una combustione con un rapporto aria/combustibile molto superiore rispetto a quello tipico. Ciò rende il microgeneratore unico nel suo genere, distinguendosi per le sue eccezionali prestazioni.