FIDI TOSCANA | MITICO: La microturbina CAPSTONE C30 alimentata a oli vegetali
Il progetto MITICO ha dimostrato la possibilità di convertire una microturbina CAPSTONE C30 al funzionamento con oli vegetali puri e oli acidi di raffinazione, con l’obiettivo di valorizzare biocombustibili rinnovabili e ridurre l’uso di combustibili fossili nella generazione distribuita. Spike Renewables ha contribuito allo sviluppo ingegneristico del sistema di alimentazione e alle modifiche impiantistiche necessarie per garantire stabilità operativa, corretta atomizzazione del combustibile e sicurezza in tutte le fasi di funzionamento.
Le sfide del combustibile vegetale
Gli oli vegetali presentano viscosità molto superiori al diesel, un comportamento termico diverso e una maggiore presenza di impurità. Le analisi degli oli mostrano come questi parametri influiscano direttamente sull’atomizzazione, sui tempi di evaporazione e sulla qualità della combustione. Per rendere compatibile il funzionamento della C30 con tali carburanti è stato necessario intervenire sulla gestione termica del combustibile, sulla geometria degli iniettori e sulle logiche di controllo.
Il sistema di preriscaldo e il circuito a doppio serbatoio
Spike Renewables ha progettato un circuito di alimentazione basato su un preriscaldo progressivo dell’olio, mantenuto in un intervallo termico adeguato grazie al recupero del calore dai fumi e a resistenze elettriche dedicate. Questo accorgimento riduce la viscosità e permette agli iniettori air-blast di lavorare in condizioni stabili. Il circuito prevede inoltre un doppio serbatoio e una commutazione automatica: l’avvio e lo spegnimento avvengono sempre a gasolio, mentre l’alimentazione a olio è attivata solo quando il combustibile ha raggiunto la temperatura ideale. Questa soluzione evita depositi nei condotti e protegge la pompa e gli iniettori.
Ottimizzazione dell’atomizzazione
L’analisi fluidodinamica degli iniettori ha mostrato che l’olio vegetale richiede una dimensione delle gocce inferiore rispetto al diesel per ottenere tempi di evaporazione comparabili. Lo studio teorico basato sulle correlazioni di Lefebvre e Brookhaven ha permesso di identificare l’intervallo ottimale di temperatura del combustibile e il necessario incremento del flusso d’aria di atomizzazione. La geometria dell’iniettore è stata quindi adattata per migliorare la miscelazione e favorire la vaporizzazione prima dell’ingresso nella camera di combustione.
Risultati sperimentali
I test effettuati hanno confermato che la microturbina, opportunamente modificata, può funzionare con oli vegetali preservando stabilità e resa. A pieno carico sono stati ottenuti 29 kWe con un consumo di circa 11 l/h, pari a un rendimento del 27% . Le emissioni hanno mostrato un lieve aumento degli ossidi di azoto, mentre il monossido di carbonio è risultato inferiore rispetto al funzionamento a diesel. Le corrette procedure di avvio e spegnimento hanno evitato fenomeni di fouling e garantito continuità operativa.
Un passo avanti verso turbine multi-combustibile
MITICO rappresenta un caso pionieristico di integrazione tra microturbine e biocombustibili di origine vegetale. Le attività condotte da Spike Renewables, dalla progettazione del circuito combustibile alla definizione delle logiche di controllo, dimostrano che con opportuni adattamenti le microturbine possono operare in modo efficiente con carburanti rinnovabili e localmente disponibili aprendo nuove prospettive per la generazione distribuita sostenibile.