La trigenerazione – nota anche come CCHP (Combined Cooling, Heating and Power) viene definita dagli esperti come un’estensione della cogenerazione, ossia la produzione combinata di calore ed elettricità a partire dall’energia primaria stessa con un combustibile di origine fossile o da biomassa.

Nella trigenerazione, a differenza della cogenerazione, alla produzione di elettricità si aggiunge la produzione di acqua fredda o aria. 

Impianto di trigenerazione

Rispetto alla cogenerazione, gli impianti di trigenerazione ne ampliano e potenziano le possibilità in quanto l’energia termica prodotta viene in parte impiegata per produrre acqua refrigerata per i processi industriali attraverso frigoriferi ad assorbimento. 

 Infatti, gli impianti di trigenerazione consentono di superare uno dei più grandi limiti di quelli di cogenerazione ossia la necessità (fondamentale in contesti domestici) di poter utilizzare contemporaneamente sia l’energia termica che elettrica. 

Gli impianti di trigenerazione, abbinando un cogeneratore a specifici frigoriferi ad assorbimento che producono energia frigorifera (al posto di elettricità) da una fonte di calore sono utilizzabili non solo durante il periodo estivo, ma soprattutto in quello invernale.  

Entrando nel dettaglio, gli impianto di trigenerazione è costituito dalle seguenti componenti:  

  • Motore primario che può essere alimentato da differenti tipologie di combustibile. 
  • Generatore elettrico il cui scopo è quello di convertire l’energia meccanica prodotta dal motore primario in energia elettrica; Questo processo produce una quantità di calore che nei cogeneratori viene dissipato. 
  • Lo scambiatore di calore interviene nel momento in cui l’impianto di trigenerazione ha la necessità di recuperare il calore che verrebbe dissipato per metterlo a disposizione degli utenti domestici sotto forma di calore. 
  • Un’altra parte del calore dissipato viene convogliato ai frigoriferi ad assorbimento che, utilizzando appunto il calore dissipato, producono energia frigorifera. 

Il risultato del processo realizzato da un impianto di trigenerazione è quindi la produzione di: 

  • Energia elettrica 
  • Energia Termica (calore)
  • Energia frigorifera. 

Particolare attenzione deve essere riservata alla produzione di energia frigorifera: questa avviene attraverso l’evaporazione a bassa temperatura e pressione di un liquido refrigerante che assorbe il calore direttamente dall’acqua da raffreddare.

Il vapore che viene così generato è asportato dal processo grazie ad una soluzione atto ad assorbirlo.

Si creano, di conseguenze, due coppie di refrigerante-assorbente che costituiscono la base della produzione di energia frigorifera all’interno dell’impianto di trigenerazione: la prima è quella costituita da acqua-bromuro di litio per le temperature fino a 4°C, mentre per quelle che raggiungono -60°C viene utilizzata l’ammoniaca e l’acqua. 

Sebbene il funzionamento di base degli impianti di trigenerazione sia similare per tutti, tuttavia – a seconda della tipologia di impianto – possono esserci piccole differenti funzionali al contesto di utilizzo. In particolare, è possibile individuare: 

  • Trigenerazione a disel 
  • Trigenerazione a biodisel realizzato da fonti rinnovabili come grassi animali e oli vegetali; 
  • Trigenerazione a biogas: questa tipologia viene utilizzata impiegando gas depurati da allevamenti, discariche o produzione agricola; 
  • Trigenerazione da biomasse: questa tipologia di impianto utilizza il combustibile di matrice naturale come il legname, gli scarti legnosi della lavorazione forestale o da rifiuti biodegradabili. 

Trigenerazione domestica

Gli impianti di trigenerazione domestica hanno scopo di ridurre al minimo gli sprechi energetici e, al tempo stesso, di salvaguardare l’ambiente.

Sebbene per molti anni l’energia sia stata prodotta grazie a impianti localizzati, escludendo la possibilità di farlo attraverso linee di trasmissione ad alta tensione, tuttavia negli ultimi anni il panorama è cambiato in maniera significativa.

Il cambiamento è stato favorito dal progresso tecnologico dei sistemi di produzione dell’energia che hanno portato ad una vera e propria rivoluzione nella modalità in cui viene prodotta l’energia elettrica.

Questo cambiamento, inoltre, arriva in un momento di forte necessità di ridurre al minimo gli sprechi e minimizzare l’impatto ambientale degli impianti industriali.  Il risultato del processo è stato l’avvento degli impianti di trigenerazione domestici. 

Infatti, se all’interno delle proprie mura domestiche abbiamo un condizionatore tradizionale sarai presto invogliato a cambiarlo se confronterai le sue performance con quelle di un impianto di trigenerazione.

Infatti, il condizionatore tradizionale si alimenta grazie ad energia elettrica il cui costo finisce in bolletta, mentre la trigenerazione produce energia frigorifera utilizzando unicamente il calore di scarto del processo di produzione dell’energia elettrica. 

All’interno del contesto domestico la trigenerazione è utilizzabile in immobili di medie è grandi dimensioni come ospedali, università e industrie in cui sono necessari processi di surgelazione degli alimenti. 

Il sistema di trigenerazione domestica trova un campo d’applicazione particolarmente vantaggioso nei microsistemi di trigenerazione in cui il sistema comporta numerosi vantaggi, tra cui la possibilità di essere utilizzato anche durante il periodo estivo. 

Trigenerazione, come funziona?

Il funzionamento della trigenerazione risulta particolarmente vantaggioso in alcuni specifici contesti in cui si ha la necessità di aumentare l’efficienza energetica dell’edificio mantenendo costi energetici sostanzialmente ridotti. 

Inoltre, la trigenerazione comporta un vantaggio concreto non solo quando viene aggiunto ad un impianto preesistente, ma soprattutto quando si progetta un nuovo edificio o un nuovo stabilimento che dal punto di vista energetico mira ad essere autonomo.

Analogamente risulta uno strumento molto potente in contesti di riqualificazione o ampliamento di impianti tecnologici esistenti, migliorandone l’immagine ecologica. 

I vantaggi della cogenerazione dal punto di vista ambientale sono dovuti al fatto che le singole unità non producono alcuna emissione di gas alternanti al clima e avendo, quindi, un impatto zero sul Pianeta. 

In conclusione, è opportuno riassumere i vantaggi della trigenerazione: 

  • Risparmio ambientale in termini di riduzioni minime di anidride carbonica; 
  • Risparmio economico in quanto l’installazione di un sistema di trigenerazione permette un risparmio del 20% -30% rispetto all’utilizzo dei metodi tradizionali; 
  • Risparmio energetico in bolletta grazie alla riduzione dell’impiego di utilizzo del combustibile. 
  • Certificati bianchi: installare un impianto di trigenerazione permette
  • Aumento dell’indipendenza dell’immobile grazie alla capacità di produrre energia elettrica in maniera autonoma rispetto all’approvvigionamento energetico. 

Per misurare l’efficacia del ciclo di trigenerazione gli studiosi utilizzando il coefficiente di performance (COP), dato dal rapporto tra energia frigorifera in uscita e l’energia termica in ingresso. Usualmente il risultato può variare da 0,7 a 1,3 in base a differenti aspetti che coinvolgono il processo.