Il presente report tecnico riporta la descrizione delle principali attività svolte e dei risultati conseguiti dall’Unità di Ricerca del Dipartimento DIEM dell’Università di Bologna, in collaborazione con il CNR, Dipartimento di Energia e Trasporti (Istituto ITAE di Messina), nell’ambito del Progetto generale dal titolo “Sistemi elettrochimici per la generazione e l’accumulo di energia”, facente parte dell’Accordo di Programma MSE-CNR (PAR 09-10). L’oggetto generale dello studio è l’integrazione tra un sistema energetico innovativo micro-cogenerativo, basato sulla tecnologia delle celle a combustibile SOFC, ed un sistema di accumulo elettrochimico tipo ZEBRA. In una precedente fase di lavoro (nell’ambito del PAR 2008), l’Unità aveva sostanzialmente fornito e sviluppato uno strumento per il calcolo delle prestazioni energetico-economiche di sistemi micro-cogenerativi integrati con dispositivi di accumulo energetico, con riferimento ad uno scenario applicativo di tipo civile residenziale. In questo progetto l’attenzione è stata focalizzata sull’integrazione di uno specifico sistema IT-SOFC da 500W di potenza elettrica ed una ZEBRA con capacità di accumulo pari a 4 kWh, e sono state svolte le seguenti attività, riportate nella presente relazione tecnica sotto forma di breve resoconto per capitoli: • una breve disamina delle proprietà di carica degli accumulatori elettrochimici ZEBRA, utili per la successiva implementazione nel modello di calcolo delle prestazioni del sistema integrato; • una analisi delle proprietà di generazione della IT-SOFC in studio, al fine di mettere a punto il programma di calcolo delle prestazioni cogenerative disponibile da fasi precedenti di lavoro; tale attività si è basata sulla raccolta di dati sperimentali provenienti da test condotti sulla SOFC presso il CNR-ITAE; • lo studio dell’integrazione IT-SOFC/ZEBRA, consistente nella valutazione, mediante il codice di calcolo disponibile, sviluppato in precedenza e qui messo a punto, dei flussi energetici dettagliati tra i componenti durante l’esercizio e delle prestazioni del sistema integrato in termini di risparmio energetico ed economico, in relazione a scenari di riferimento convenzionali; • l’identificazione dei requisiti di integrazione termica, per una progettazione ottimizzata del sistema di recupero del calore scaricato dalla SOFC evidenziando le sinergie ottimali con la ZEBRA, oltre che con l’utenza termica cogenerativa.
Definizione delle linee guida per la progettazione dell'integrazione termica fra il sistema di accumulo elettrochimico ZEBRAe il sistema di generazione elettrica IT-SOFC
BIANCHI, MICHELE;DE PASCALE, ANDREA
2012
Abstract
Il presente report tecnico riporta la descrizione delle principali attività svolte e dei risultati conseguiti dall’Unità di Ricerca del Dipartimento DIEM dell’Università di Bologna, in collaborazione con il CNR, Dipartimento di Energia e Trasporti (Istituto ITAE di Messina), nell’ambito del Progetto generale dal titolo “Sistemi elettrochimici per la generazione e l’accumulo di energia”, facente parte dell’Accordo di Programma MSE-CNR (PAR 09-10). L’oggetto generale dello studio è l’integrazione tra un sistema energetico innovativo micro-cogenerativo, basato sulla tecnologia delle celle a combustibile SOFC, ed un sistema di accumulo elettrochimico tipo ZEBRA. In una precedente fase di lavoro (nell’ambito del PAR 2008), l’Unità aveva sostanzialmente fornito e sviluppato uno strumento per il calcolo delle prestazioni energetico-economiche di sistemi micro-cogenerativi integrati con dispositivi di accumulo energetico, con riferimento ad uno scenario applicativo di tipo civile residenziale. In questo progetto l’attenzione è stata focalizzata sull’integrazione di uno specifico sistema IT-SOFC da 500W di potenza elettrica ed una ZEBRA con capacità di accumulo pari a 4 kWh, e sono state svolte le seguenti attività, riportate nella presente relazione tecnica sotto forma di breve resoconto per capitoli: • una breve disamina delle proprietà di carica degli accumulatori elettrochimici ZEBRA, utili per la successiva implementazione nel modello di calcolo delle prestazioni del sistema integrato; • una analisi delle proprietà di generazione della IT-SOFC in studio, al fine di mettere a punto il programma di calcolo delle prestazioni cogenerative disponibile da fasi precedenti di lavoro; tale attività si è basata sulla raccolta di dati sperimentali provenienti da test condotti sulla SOFC presso il CNR-ITAE; • lo studio dell’integrazione IT-SOFC/ZEBRA, consistente nella valutazione, mediante il codice di calcolo disponibile, sviluppato in precedenza e qui messo a punto, dei flussi energetici dettagliati tra i componenti durante l’esercizio e delle prestazioni del sistema integrato in termini di risparmio energetico ed economico, in relazione a scenari di riferimento convenzionali; • l’identificazione dei requisiti di integrazione termica, per una progettazione ottimizzata del sistema di recupero del calore scaricato dalla SOFC evidenziando le sinergie ottimali con la ZEBRA, oltre che con l’utenza termica cogenerativa.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
