Struttura e funzionamento di un'unità di cogenerazione
Un’unità di cogenerazione è costituita essenzialmente da un motore, un generatore sincrono e uno scambiatore di calore. Il generatore sincrono (macchina operatrice) azionato dal motore a combustione (motore di potenza) genera corrente alternata trifase (corrente trifase) con una frequenza di 50 Hz e una tensione di 400 volt, normalmente utilizzata dal motore stesso.
Il collegamento elettrico viene effettuato alla rete a bassa tensione (livello 0,4 kV). Di norma, gli impianti di cogenerazione funzionano in parallelo alla rete pubblica. Tuttavia, utilizzando generatori sincroni, è anche possibile far funzionare un sistema di backup. L'elettricità in eccesso può essere immessa nella rete della società di fornitura energetica.
Il motore emette calore, che viene successivamente assorbito nel cosiddetto "circuito di raffreddamento interno" dall'olio lubrificante, dall'acqua di raffreddamento del motore e dai gas di scarico e trasferito al sistema di riscaldamento tramite uno scambiatore di calore a piastre.
Questo sistema di generazione e utilizzo dell'energia è chiamato cogenerazione perché utilizza sia l'energia meccanica (potenza) generata dal motore, sia l'energia termica (calore) rilasciata quando il generatore è azionato dal motore.
Fornitura efficiente di energia attraverso la cogenerazione
L'alta efficienza della produzione combinata di calore ed elettricità si basa sul fatto che quando l'elettricità viene prodotta da un generatore azionato da un motore a combustione di gas, questo processo genera anche calore. Gli impianti di cogenerazione Vitobloc di Viessmann utilizzano questo calore residuo per produrre acqua di riscaldamento e acqua calda sanitaria. L'efficienza complessiva è quindi significativamente più alta rispetto a quando l'energia e il calore sono generati separatamente. L'unità Vitobloc 200 EM-20/39 ha un livello di efficienza fino al 95%. La sua efficienza termica è del 63% e quella elettrica del 32%.