Analisi delle prestazioni di cicli Rankine a fluido organico (ORC) per la valorizzazione energetica dei residui colturali nella piana di Sibari

The present work aims to analyse the energetic performances of Organic Rankine Cycles (ORCs) for the exploitation of the biomass resulting from agricultural residues in a farmer cooperative area of about 3,000 hectares. To this purpose, a home-made GIS based model has been used to quantify the available biomass in the region and a parametric energy analysis has been performed. In particular, the influence of the working fluid and the effect of operating conditions on plant performances have been evaluated. Furthermore, saturated and superheated conditions at the turbine inlet have been imposed and the impact of the internal regeneration on the system performances has been studied. The analysis confirms that the ORC technology represents a very interesting solution for small-scale applications and decentralised power production. Moreover, the results highlights the large influence of the evaporation temperature on the ORC efficiency and the significant effect of the internal heat exchange and the superheating technology on the power plant performances.

Il presente lavoro si pone l’obiettivo di analizzare le prestazioni energetiche di impianti ORC, adoperati per la valorizzazione della biomassa disponibile sotto forma di residui colturali e di potature nel comprensorio agricolo della Piana di Sibari. A tal fine, è stato adoperato un modello basato su software GIS per la quantificazione della biomassa disponibile su un’area di circa tremila ettari, ed è stata condotta un’analisi parametrica con l’obiettivo di valutare l’influenza esercitata dal fluido di lavoro e dalle condizioni operative del ciclo sulle performances degli impianti ORC. In particolare, sono stati studiati cicli subcritici con e senza surriscaldamento ed è stato esaminato il possibile ricorso ad un recupero interno di calore di tipo rigenerativo al fine di incrementare l’efficienza globale del sistema. L’analisi ha confermato la validità della tecnologia basata sui cicli Rankine a fluido organico per la valorizzazione energetica di piccole quantità di biomassa, ed ha mostrato l’elevata influenza esercitata dalla temperatura di evaporazione sulle prestazioni dei cicli ORC. Inoltre, il lavoro ha evidenziato il significativo incremento dell’efficienza globale dell’impianto allorché la tecnica del surriscaldamento è associata alla pratica della rigenerazione.