Simulazione e ottimizzazione di impianti e sistemi energetici

I servizi di analisi nel seguito descritti possono articolarsi in tre distinte tipologie:

  • Supporto alle decisioni
  • Supporto all’innovazione
  • Osservatorio tecnologico

e sono finalizzati all’ottimizzazione di cicli e processi, e all’incremento delle prestazioni dal punto di vista sia energetico che ambientale.

Elementi tecnici

Le attività vengono svolte facendo ricorso a pacchetti software di calcolo di ampio utilizzo in ambito specialistico (ChemCAD e ASPEN) e, ove necessario, attraverso lo sviluppo di modelli ad hoc completamente integrabili nelle comuni librerie di piattaforme di calcolo commerciali.
Le attività riguardano nel dettaglio:

Supporto alle decisioni

  • modellazione e simulazione di cicli di conversione energetica per la valutazione dei parametri prestazionali in relazione alla taglia di riferimento;
  • analisi delle alternative tecnologiche di impianti, processi e componenti;
  • integrazione del processo di conversione energetica col processo produttivo;
  • ottimizzazione del mix ottimale di fonti e dei recuperi energetici.

Supporto all’innovazione

  • bilanci di materia/energia di sistemi complessi e componenti innovativi;
  • sviluppo di modelli ad-hoc, stazionari e non-stazionari, per la simulazione di componenti innovativi non contemplati nelle librerie di software commerciali;
  • analisi e valutazione di tecnologie per il trattamento di gas di sintesi, con particolare riferimento alla cattura della CO2.

Osservatorio tecnologico

  • offerta di servizi di carattere informativo sulle tecnologie energetiche allo stato dell’arte e di prospettiva.

Risultati di rilievo

A titolo esemplificativo, è stato sviluppato uno strumento di calcolo per la simulazione dinamica di turbine a gas, totalmente integrato nella piattaforma S/W ChemCAD. Altresì è stato realizzato ed integrato nella suddetta piattaforma, un modulo per la simulazione di un reattore chimico a letto fluido per la separazione della CO2 da correnti gassose, attraverso l’uso di sorbenti ad alta temperatura. Questi moduli, utilizzando l’ampia libreria dei composti chimici disponibile in ChemCAD, ne estendono le capacità di simulazione e valutazione dei parametri prestazionali ed ambientali di impianti di potenza.

Collaborazioni

Allo scopo di promuovere iniziative di ricerche e sviluppo sulla cattura e stoccaggio della CO2, il laboratorio partecipa a iniziative internazionali per lo sviluppo di tecnologie CCS (piattaforme ZEP ed EERA).

Unità ENEA di riferimento

Unità Tecnica Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria – Centro Ricerche  Casaccia

Referente

S. Giammartini,

Tipologia di servizio: Ricerca e Sviluppo

Layout impianto COMSO

Layout di un impianto, alimentato a carbone, per la produzione di energia elettrica con cattura della CO2 attraverso sorbenti solidi ad alta temperatura. Le prestazioni energetiche e ambientali sono state determinate in ambiente ChemCAD


Interfaccia grafica reattore

Interfaccia grafica turbina

Interfaccia grafica dei modelli di un reattore chimico a letto fluido (in alto) e di una turbina a gas integrati nella piattaforma di calcolo ChemCAD