Generazione di elettricità in una centrale a Biomassa

Prima di tutto, il combustibile principale dell'installazione, residui forestali, agricoli o di SRF (Short Rotation Forestry) (1), vengono trasportati e stoccati nella centrale. Quì possono essere cippati (2) per ridurre le dimensioni, qualora sia necessario. Successivamente, la biomassa passa ad un edificio con la funzione di preparazione del combustibile (3), dove si raccoglie in base alle dimensioni, per poi essere trasportata al corrispondente deposito (4) e (5).

Dopo vengono trasportati nel forno (7) per la combustione, e il calore sprigionato permette l'evaporazione dell'acqua del circuito termico di vapore, che attraversa le tubazioni della caldaia. Generalmente il forno che brucia la parte grossolana del combustibile è di tipo a griglia. La parte più piccola del combustibile, si miscela con combustibile di soccorso o d'appoggio (derivato dal petroleo) insufflata direttamente dal suo deposito (6), per poi essere bruciato nel modo più efficiente possibile.

L'acqua che circola all'interno della caldaia, arriva dal serbatoio di deposito (10); quest'acqua, prima di entrare nel circuito termico, passa generalmente attraverso un economizzatore, dove si preriscalda con il calore residuale dei gas di combustione uscenti dalla caldaia. Questi gas di combustione vengono sottoposti ad un proceso di riciclo attraverso il forno, al fine di ridurre la concentrazione di incombusti e, così, sfruttare al massimo il potere calorifico e ridurre le emissioni in atmosfera.

Quindi, i gas di cosmbustione sono depurati dalle particelle in sospensione che trasportano, passando attraverso un elettrofiltro (9), prima di essere emessi in atmosfera passando per il camino. Le particelle trattenute, unite alle ceneri della combustione, sono trasportate al pozzo scorie (8), da dove verranno trasportate ad una discarica.

Come anche nelle centrali termiche convenzionali, il vapore generato nella caldaia si espande in una turbina a vapore (12) che muove un generatore elettrico (13), che genera energia elettrica. L'EE prodotta viene elevata nella sua tensione nei trasformatori elevatori (14), ed immessa al sistema attraverso la linea di trasporto (15) più vicina.

Il vapor d'acuqa proveniente dalla turbina, è trasformato in liquido nel condensatore (11), e da quì è inviato nuovamente al serbatoio di deposito (Degasatore), chiudendo il ciclo principale dell'acqua di centrale.

Coltivazioni e raccolta della biomassa

I combustibili di biomassa sono fondamentalmente residui forestali e agricoli, residui industriali e SRF (short rotation forestry). Esistono diverse tecnologie, alcune più nuove e innovative, per la raccolta, stoccaggio e trattamento della biomassa.

Installazione di cippatrici

In alcuni casi la biomassa deve essere trattata in macchinari che permettono la cippatura, al fine di ottenere un prodotto più maneggiabile e di dimensioni più omogenee.

Edificio di preparazione del combustibile

E' una installazione per la preparazione del combustibile principale, prima dell'entrata nella camera di combustione.
In alcuni casi si richiede una classificazione per dimensioni, materiale fino e grossolano, per ricevere il trattamento adeguato che permetta una combustione efficiente.

Stoccaggio del combustibile fino e grosso

Spazi dove si deposita il combustibile principale selezionato per granulometria.

Deposito del combustibile ausiliario

Spazio dove si deposita il combustibile ausiliario d'appoggio (di natura fossile) che ha il compito di migliorare l'efficienza nella combustione del combustibile principale (biomassa).

Deposito del combustibile ausiliario

Spazio dove si deposita il combustibile ausiliario d'appoggio (di natura fossile) che ha il compito di migliorare l'efficienza nella combustione del combustibile principale (biomassa).

Combustore

Sistema in cui ha luogo la combustione della biomassa che induce la trasformazione del vapor d'acqua che circola nel circuito termico. Questo dispositivo deve adattarsi alle caratteristiche del combustibile principale bruciato. Inoltre si prevedono spesso diversi sistemi ausiliari che aumentano l'efficienza, come nel caso dell'economizzatore che riscalda l'acqua d'alimento caldaia, prima di entrare in caldaia.

Pozzo scorie

Contenitore disposto sul fondo del combustore, al di sotto della griglia,adibito alla raccolta delle scorie di combustione.Questi residui vengono raccolti e successivamente destinati alla discarica.

Elettrofiltro

Dispositivo che precipita le particelle fini trasportate dai gas di combustione della biomassa. Il loro rendimento nei più recenti modelli, raggiunge il 99% d'abbattimento.

Serbatoio dell'acqua d'alimento

Dispositivo che serve per regolare il flusso di alimentazione (circuito termico principale) della centrale.

Condensatore

Scambiatore di calore formato da una serie di tubi attraverso i quali circola acqua fredda proveniente da un fiume o dal mare. Il vapore che entra nel condensatore si raffredda e condensa in acqua. La trasformazione dell'acqua produce un vuoto che migliora il rendimento della turbina poichè aspira nuovo vapore.

Turbina a vapore

L'energia del vapore dell'acqua si trasforma, attraverso le alette della turbina, in energia meccanica di rotazione. Esistono varie sezioni per l'espansione del vapore in queste turbine (salti).
Parte di questo vapore si utilizza anche per aumentare la temperatura dell'acqua nei riscaldatori d'alimentazione.

Linea elettrica di trasporto

Sono gli elementi attraverso i quali passa l'elettricità prodotta nella centrale fino alla rete generale di trasporto e distribuzione del sistema.

Trasformatore

Sistema che eleva la tensione della corrente prodotta nel generatore elettrico, per ridurre le perdite durante il trasporto. Funziona per induzione elettromagnetica ed è costituito da un nucleo in ferro dolce sul quale sono avvolti due conduttori: avvolgimento primario (passa la corrente da trasformare) e avvolgimento secondario (produce la corrente elettrica ad alta tensione e bassa intensità).

Generatore elettrico

Sistema che produce elettricità convertendo l'energia meccanica