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Un Studio di un impianto di Panelli fotovolici con acculmatori ad idrogono
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5/19/2018 Panelli Fotovolici Con Acculmatori Ad Idrogono
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Pannelli Fotovoltaici ConAccumulatori Di
Idrogeno
Waled Mohamed
Caso Studio Di Un Carico Residenziale Con Pannelli Fotovoltaici Con
Accumulatori Di Idrogeno.
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Pannelli Fotovoltaici Con Accumulatori Di Idrogeno
Page 1
Introduzione ......................................................................................................................... 21. La produzione di idrogeno da fonte fotovoltaica
I pannelli solari ............................................................................................................................. ........ 3
L'idrolizzatore ................................................................................................. ................................... 3
Serbatoi di accumulo .......................................................................................................................... 4
Componenti ausiliari .......................................................................................................................... 4
L'utilizzo dell'idrogeno prodotto a fini energetici mediante celle a combustibile ........................ 4
2. L'impianto con Pannelli Fotovoltaici ed Accumulatori DiIdrogeno
I pannelli solari ................................................................................................................................... 5
L'inverter ............................................................................................................................................. 8
L'idrolizzatore .................................................................................................................................... 9
Serbatoi di accumulo ........................................................................................................................... 9
Altri componenti ................................................................................................................................. 10
3. Modello di simulazione dell'impianto
Localit prescelta e dati di irraggiamento ...................................................................................... 11
Il modello dei pannelli solari ............................................................................................................ 12
Risultati della simulazione ............................................................................................................... 13
Modello dellelettrolizzatore e della cella combustibile................................................................... 14
4. I Risultati .......................................................................................................................... 16
5. Costi ............................................................................................................................................ 17
6. Conclusioni ...................................................................................................................... 17
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Page 2
Introduzione
Negli ultimi anni la produzione dell'energia da fonti di energia derivanti da particolari
risorse naturali ha avuto un grande sviluppo, essendo non solo un energia alternativaalle
tradizionali fonti fossili, ma anche unenergia pulita che evita le emissioni di anidride
carbonica nellatmosfera ene garantisce la produzione ad emissione zero.
Lenergia rinnovabile affronta 2 difficolt che limitano la crescita rapida del suo utilizzo:
Essendo difficile l accumulodell'energia prodotta dai fonti rinnovabile ne consugue
una disponibilit energetica variabile e non prevedibile nel tempo. Le fonti
rinnovabili, inoltre, sono spesso localizzate in luoghi distanti dagli utenti finali.
I costi di produzione dell'energia rinnovabile rispetto i costi dell'energia prodotta da
fonti tradizionali.
Il presente progetto tratta un impianto che usa l'energia rinnovabile come fonte primaria
per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi. L'idrogeno prodotto si usa come un
mezzo per accumulare energia nei momenti e nei luoghi in cui si ha una capacit di
produzione, e successivamente utilizzato come combustibile per produrre energia elettrica
nei momenti in cui si verifichi un picco della domanda o si abbia scarsit dell'offerta.
Figura A
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1. La produzione di idrogeno da fonte
fotovoltaica
1.1 I pannelli solari
I pannelli solari fotovoltaici, usando apposite celle fotovoltaiche, convertono la luce solare
direttamente in energia elettrica. Questi pannelli sfruttano l'effetto fotoelettrico e hanno
una efficienza di conversione che arriva fino al 32,5% nelle celle da laboratorio. In pratica,
una volta ottenuti i pannelli dalle celle e una volta montati in sede, l'efficienza in genere
del 13-15% per pannelli in silicio cristallino e non raggiunge il 12% per pannelli in film
sottile. I prodotti commerciali pi efficienti, utilizzando celle a multipla giunzione o
tecniche di posizionamento dei contatti elettrici sul retro della cella (backcontact)
raggiungono il 19-20%. Questi pannelli, non avendo parti mobili o altro, necessitano di
pochissima manutenzione: in sostanza vanno solo puliti periodicamente. La durata operativa
stimata dei pannelli fotovoltaici di circa 30 anni. I difetti principali di questi impianti sono
il costo dei pannelli.
Per indicare un pole grandezze dellenergia prodotta dai panelli fotovoltici si possonoinstallare sul proprio tetto 8 metri quadri di pannelli fotovoltaici, che consentono di
abbattere la propria spesa per l'energia elettrica. L'energia elettrica prodotta dai pannelli
solari pu essere autoconsumata oppure ceduta "a credito" alla rete elettrica tramite
specifici accordi commerciali, oppure viene accumulata come nel nostro caso.
1.2 L'idrolizzatore
L'elettrolizzatore un convertitore elettrochimico in grado di scindere la molecola
dell'acqua nei suoi due componenti fondamentali: idrogeno ed ossigeno. L'idrogeno
prodotto diventa quindi un vettore di energia che pu quindi essere immagazzinato in
forma gassosa o liquida. Attualmente solo una minima parte dell'idrogeno prodotto al
mondo proviene da processi elettrolitici. Nonostante ci, questa tecnologia
sufficientemente matura e diffusa. Esistono sul mercato sistemi di produzione elettrolitica
dell'idrogeno di diverse taglie, dai pochi l/h alle centinaia di m3/h. Attualmente l'efficienza
energetica degli elettrolizzatori intorno al 60% (comprensiva dell'energia necessaria ad
una pressurizzazione modesta (
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1.3 Serbatoi di accumulo
Il modo pi semplice per immagazzinare l'idrogeno
utilizzarlo in forma compressa in serbatoi di propanoda circa mezzo metro cubo . Ognuno dei serbatoi di
propano da utilizzare va pulito bene e testato
idrostaticamente a una certa pressione, ad es. 14 bar se
le valvole di sicurezza del serbatoio sono tarate sui 10
bar. Sulla linea di alimentazione del serbatoio di
idrogeno va installato un pressostato per spegnere
l'elettrolizzatore quando la pressione nell'apparato
raggiunge i 7 bar. Pertanto, le celle elettrolitichedevono essere chiuse, ben sigillate e testate per
resistere senza problemi a tale pressione. L'idrogeno
prodotto, quindi, pressurizzato dall'elettrolizzatore
stesso fino alla sua massima pressione nominale di 7 bar o inferiore.
................................................
1.4
Componenti ausiliari Compressore di aria: niente altro che un compressore che si usa per aumentare la
pressione dell'idrogeno nella forma gassosa ad una certa pressione.
La bombola di azoto: che un componente molto importante che contiene un fluido
inerte per lattivazione del sistema pneumatico di sicurezza in caso di pressione
troppo bassa.
Regolatore di pressione: che si usa per regolare la pressione nel serbatoio
manualmente.
................................................
1.5 L'utilizzo dell'idrogeno prodotto a fini energetici
mediante celle a combustibile
La cella a combustibile ad idrogeno un generatore elettrochimico in cui lenergia elettrica
prodotta dalla reazione tra un combustibile (lidrogeno) e un composto gassoso ossidante
(lossigeno o laria). Insieme allelettricit, vengono prodotti anche calore e acqua.Una cellaa combustibile costituita da due elettrodi in materiale poroso, il catodo (polo negativo) e
lanodo (polo positivo). Gli elettrodi fungono da siti catalitici per le reazioni di cella che
Figura 1.1
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Page 5
consumano fondamentalmente idrogeno ed ossigeno, con produzione di acqua e passaggio
di corrente elettrica nel circuito esterno. Tra i due poli posto lelettrolita, che ha la
funzione di condurre gli ioni prodotti da una reazione (quella che avviene allanodo) e
consumati dallaltra (quella che avviene al catodo), chiudendo il circuito elettrico allinternodella cella.
La trasformazione elettrochimica accompagnata da produzione di calore, che necessario
estrarre per mantenere costante la temperatura
di funzionamento della cella.
Le celle a combustibile rivestono un notevole
interesse al fine della produzione di energia
elettrica, in quanto presentano caratteristicheenergetiche ed ambientali tali da renderne
potenzialmente vantaggiosa l'adozione:
rendimento elettrico elevato, con valori
che vanno dal 40-48% (riferito al potere
calorico inferiore del combustibile) per gli
impianti con celle a bassa temperatura,
fino a raggiungere oltre il 60% per quelli con celle ad alta temperatura.
ridottissimo impatto ambientale, sia dal punto di vista delle emissioni gassose che di
quelle acustiche, il che consente di collocare gli impianti anche in aree residenziali,
rendendo il sistema particolarmente adatto alla produzione di energia elettrica
distribuita.
2.
Descrizione delL impianto
2.1 I pannelli solari
L' effetto fotovoltaico si manifesta nel momento in cui una radiazione elettromagnetica,
colpisce un particolare materiale semiconduttore opportunamente trattato, ed innesca un
movimento di elettroni generando una corrente elettrica e quindi una differenza di
potenziale. Attualmente sul mercato, sono disponibili diverse tipologie di pannelli
fotovoltaici, ma tutte sono basate sul principio di funzionamento descritto in precedenza.
I pannelli fotovoltaici si distinguono in base alla loro tecnologia di produzione, attualmente
le principali tecnologie sono:
Figura 1.2
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Tecnologia al SILICIO MONOCRISTALLINO e POLICRISTALLINO;
Tecnologia al SILICIO AMORFO;
Tecnologia "CIS".
Tecnololgia al silicio monocristallino e policristallino
Una cella di un modulo al silicio monocristallino costituita da un singolo cristallo disilicio, il che garantisce una massima conducibilit dovuta al perfetto allineamento degli
atomi di silicio allo stato puro. Maggiore la purezza del materiale, maggiore il
rendimento, che nel caso di pannelli al silicio monocristallino si aggira attorno al 15%.
Le celle fotovoltaiche che vanno a costituire il pannello in silicio monocristallino, sono di
colore blu scuro a forma ottagonale, come mostrato nell' immagine.
Figura 2.2
Le celle di un pannello in silicio policristallino (o multi-cristallino) sono costituite da un
insieme di pi cristalli di silicio; ci rappresenta una minore purezza che va ad influire
Figura 2.1
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sul rendimento del pannello stesso, infatti il rendimento di un pannello policristallino si
aggira intorno all' 11% - 14%. I pannelli in silicio policristallino sono caratterizzati da un
colore blu intenso.
Figura 2.3
Tecnologia al silicio amorfo
Le celle dei moduli in silicio amorfo sono
realizzate con atomi di silicio senza alcuna
disposizione spaziale ordinata. La poca
omogenit di tali celle implica una semplice
realizzazione, ma ci influisce sul rendimento,
che per tali pannelli si aggira attorno al 6%.
Spesso i pannelli di silicio amorfo vengono fatti
depositare su materiali plastici e flessibili in
modo da plasmare il pannello adattandolo,
eventualmente alla superfice disponibile, ottenendo dei fogli sottili con le caratteristiche
dei moduli fotovoltaici. Generalmente essi vengono identificati come moduli a "filmsottile". Sono quindi adatti per superfici da ricoprire
che non sono regolari nella forma.
Tecnologia CIS
I pannelli fotovoltaici con tecnologia CIS utilizzano
al posto del semiconduttore una miscela di Rame,
Indio e Selenide (CuInSe2). Questa tecnologia
nuova come conferma il fatto che pochissime aziende
Figura 2.5
Figura 2.4
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a livello mondiale l'abbiano inserita nelle linee di produzione. I test in laboratorio
mostrano una efficienza che pu arrivare anche al 18% rendendo questa tecnologia una
scommessa per il futuro e una nuova strada per la costruzione di moduli fotovoltaici
economici ed efficienti.
2.2 L'inverter
Linverter il cuore di ogni impianto fotovoltaico: trasforma la corrente continua dei
moduli fotovoltaici in comune corrente alternata di rete e la immette nella rete pubblica.
Contemporaneamente, esso controlla e monitora lintero impianto. Da un lato garantisce
che i moduli fotovoltaici funzionino sempre al massimo delle loro prestazioni, infunzione dellirraggiamento e delle temperatura. Dallaltro monitora costantemente la
rete pubblica ed responsabile per il rispetto di vari criteri di sicurezza. Linverter deve
essere appropriato per ogni impianto, e sul mercato sono disponibili innumerevoli
inverter fotovoltaici, che possono essere classificati sulla base di tre importanti
caratteristiche: la potenza, il dimensionamento sul lato CC e la topologia.
Potenza
La potenza disponibile parte da due kilowatt e arriva fino allordine dei megawatt. Le
potenze tipiche ammontano a 5 kW per impianti residenziali su tetto, da 10 a 20 kW per
impianti commerciali (ad esempio su capannoni o tetti di fienili), e da 500 a 800 kW per
limpiego in centrali fotovoltaiche.
Connessione dei moduli
Durante il dimensionamento sul lato CC, il punto da considerare la connessione deimoduli fotovoltaici con linverter. Qui si distingue fra inverter di stringa, multistringa e
centrali, laddove per stringa si intende una fila di moduli fotovoltaici collegati in serie. Gli
inverter multistringa dispongono di due o pi entrate di stringa, con inseguitore MPP
(Maximum Power Point), che sarebbeil punto di funzionamentoideale sulla curva
caratteristica, chelinverter deve pertanto trovare e mantenere costantemente, per poter
tirar fuori dai moduli solari la potenza maggiore in ogni situazione. Sono raccomandabili
soprattutto se il generatore fotovoltaico composto da numerose superfici parziali o se
parzialmente ombreggiato. Nonostante la loro grande potenza, gli inverter centralipossiedono un unico inseguitore MPP. Essi sono particolarmente idonei per grandi
impianti con generatore omogeneo.
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Topologia
Per quanto riguarda la topologia, si distingue fra inverter monofase e trifase, come anche
fra apparecchi con o senza trasformatore. Mentre in impianti di piccole dimensioni vengono
solitamente usati inverter monofase, per gli impianti fotovoltaici di grandi dimensioni (in
seguito al limite del carico simmetrico fissato a max 4,6 kVA) devono essere usati inverter
trifase o gruppi di pi inverter monofase. Il trasformatore, invece, consente la separazione
galvanica (prescritta in alcuni Paesi) e permette inoltre la messa a terra dei moduli
fotovoltaici (necessaria per alcuni tipi di moduli). Se possibile, vengono tuttavia impiegati
inverter senza trasformatore, in quanto solitamente sono pi piccoli e pi leggeri degli
apparecchi con trasformatore e dispongono di un maggiore grado di rendimento.
I compiti dellinverter fotovoltico1. Trasformazione con basse perdite.
2.
Ottimizzazione della potenza.
3. Monitoraggio e protezione.
4.
Comunicazione.
5.
Gestione della temperatura.
6.
Protezione.
2.3 L'idrolizzatore
l apparecchiatura che dissocia la molecola di acqua distillata
(purezza 5 S) in idrogeno e ossigeno. Lidrogeno viene
inviato direttamente mediante un condotto al serbatoio,
mentre lossigeno attualmente disperso in ambiente ma
potrebbe essere raccolto e destinato ad altri usi,(lacqua
utillizata deve avere certe caratteristiche di purezza, per
evitare il danneggiamento della macchina).
2.4 Serbatoi di accumulo
La pressione di accumulo pari a 4 bar. Lazoto
contenuto nella bombola verticale un fluido inerte
per lattivazione del sistema pnematico di sicurezza in
caso di pressione troppo bassa. In questa parte di
impianto non vi sono servocomandi alimentati da
energia elettrica per evitare potenziali principi di
innesco in caso di eventuali perdite di idrogeno. Nella
Figura 2.7
Figura 2.6
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figura evidente la valvola di sicurezza del serbatoio.
Sul lato destro del serbatoio si vede il regolatore manuale della pressione dellidrogeno per
lalimentazione della cella a combustibile.
2.5 cella combustibile
La tensione massima a vuoto pari a 80 Volt, la
potenza elettrica massima erogata pari a 3000
W. Il funzionamento del tipo (Dead End): il
flusso di idrogeno attraverso il sistema
interrotto a valle dello stack mediante unaelettrovalvola ad apertura programmata mediante
un timer. Quando la valvola si apre avviene il
ricambio del fluido reagente allinterno dello
stack. Sul lato aria invece il flusso continuo.
2.6 Altri componenti
Compressore daria: laria viene aspirata dalla bocchetta visibile sulla faccia
superiore, filtrata e compressa fino ad un valore di 4bar.
Regolatore manuale della pressione dellaria: che regola manualmente la pressione
dellossigeno nella cella combustibile
Elettrovalvola temporizzata: si apre lasciando fluire idrogeno attraverso la cella per
rimuovere i gas esausti o in eccesso alla reazione (unoperazione di lavaggio a tempo).
Quadro di controllo della cella a combustibile: consente lavvio e lo spegnimento
dellimpianto e riceve i segnali di allarme per attivare automaticamente i sistemi di
sicurezza onde evitare il danneggiamento dei dispostivi.
Figura 2.8
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3. Modello di simulazione dell impianto
3.1 Localit prescelta e dati di irraggiamento. Nel nostro caso studio stato scelto una casa che abbia un assorbimento di energia
circa 2.5 kWh, e nei sequenti grafici graficato il carico giornaliero e il carico mensile
della casa
Figura 3.1 Il Carico Giornaliero Del Giorno 05-Luglio
Figura 3.2 Carico Mensile
Questa casa si trova nella seguente localit: Latitudine 29.976 e Longitudine 30.913 , in cui
i dati di irragiamento solare con un angolo di inclinazione di 26,angolo ottimo per questa
localit, sono calcolati e riportati nella figura(3.3).
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Kw
Ore
Il Carico Giornaliero (05 lug.)
0
5
10
15
20
25
Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.
kWh/ Giorno
Mese
L'energia Assorbita dal Carico Mensile
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Figura (3.3) Dati di irragiamento solare
3.2 Il modello dei pannelli solari
Nel nostro caso stato scelto un pannello solare del tipo
Silicio Policristallino, che sono installati sul tetto della
casa ( parzialmente integrati ) per un area di 20m2, aventi
le seguenti caratteristiche.
Tabella 3.1
Modello Super Solar ES250 Area 20m
2
Lunghezza 1663 mm Potenza massima 250 Wp
Larghezza 998 mm Tensione a circuito aperto 37,65 V
Altezza 35 mm Corrente di corto circuito 8,88 A
Intelaiatura Alluminio Tensione alla massima potenza 30,56 V
Peso 18,4 kg Corrente a massima potenza 8,18 A
CARATTERISTICHE TERMICHE PARAMETRI PER INTEGRAZIONE NEL SISTEMA
Coefficiente di deriva termica di
tensione
-123 mV/C Tensione massima di sistema
classe II
1000 VDC
Coefficiente di deriva termica di
corrente
2,571 mA/C Corrente inversa massima
ammissibile
Non applicare al modulo
tensioni esterne
superiori a Voc
MATERIALI IMPIEGATI ULTERIORI DATI
Celle per modulo 60 Tolleranza sulla potenza 3%
Tipo di cella Silicio
policristallino
Scatola di connessione IP 65
Dimensione della cella 156 mm x 156
mm 0,5 mm
Connettore MC type 4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.
Wh/m2/Giorno
Mese
Dati Di Irraggiamento
Figura 3.4
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3.3 Risultati della simulazione
Le potenze prodotte dei pannelli solari sono state calcolate con lutillizzo del programma
(PVF Chart), che ricava le potenze produtte dai pannelli per un periodo di un anno,utilizzando i dati di irraggiamento solare previsti per questa localit, considerando:
Perdite stimate dovute alla temperatura e basso irraggiamento: 17,2%
Perdita stimata a causa degli effetti di riflessione angolari: 2.7%
Altre perdite (cavi, inverter, ecc): 14,0%
Combinata perdite del sistema fotovoltaico: 30,8%.
Nella figura (3.5) sono riportati i valori della potenza prodotta dai pannelli solari per giorno
di ogni mese :
Figura (3.5) LenegiaProdotta Dai Pannelli
Nella figura (3.6) invece si rapresenta l'andamento giornaliero dei valori medi orari delle
potenze: prodotta dai panelli fotovoltaici, consumata dall'utente per un giorno del mese di
luglio:
Figura 3.6) Landamento giornaliero dei valori medi orari delle potenze prodotte e assorbite
0
2
4
6
8
10
12
14
Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.
kWh/ Giorno
Mese
L'energia Prodotta Dai Pannelli
0
0,5
1
1,5
2
2,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kW
Ore
L'andamento Delle Potenza Assorbite e Prodotte
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Si nota da questo grafico che dall ora 08:00 fino allora 17:00, i pannelli solari alimentano
totalmente il carico con un surplus di energia produtta circa 8.55 kWh, che si usa per
alimentare gli elettrolizzatori per produrre lidrogeno.
3.4 Modello dellelettrolizzatore e della cella
combustibile
Nel nostro caso stato scelto 2 elettrolizzatori che abbiano le seguenti caratteristiche:
Tabella 3.2
Model Number SOH100
AC Voltage Requirement (V) 220V/110V,Single phase
DC Voltage Current (A) 5V 60A
Max Power Consumption (W/h) 400
Max. Working Pressure (kg/cm2) 1.3
Max. Water Consumption (L/h) 0.9
Gross Weight (kg) 12
Dimensions - L*W*H (mm) 280*400*350mm
Ventilation Space Requirement (mm) 200 in each direction
Max Gas Output 80-100L/h
Water Feed manual
L'uscita dell'elettrolizzatore collegata ad un serbatoio nel quale l'idrogeno stoccato allastessa pressione con il quale prodotto nell'elettrolizzatore. L'efficienza di conversione
dell'elettrolizzatore comprensiva anche dell'energia per la sua pressurizzazione, non sono
quindi associate le perdite energetiche del processo di stoccaggio dell'energia.
Nella Figura (3.7) stato dimostrato l'assorbimento del surplus dellenergia dagli
elettrolizzatori
Figura (3.7)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kW
Ore
L'andamento Delle Potenza Assorbite e Prodotte
Carico
Panelli Solari
Surplus Di Potenza
Potenza Assorbita
dall'elettrolizzatore
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Per il calcolo della quantita dellidrogeno prodotto, nel nostro caso abbiamo 2
elettrolizzatori, il primo funziona per 8 ore producendo 800 litri di idrogeno, invece il
secondo funziona per 6 ore (in causa del picco di carico allora 13:00) producendo 600 litri di
idrogeno, quindi in totale abbiamo 1400 litri di idrogeno prodotte durante la giornata.
Per quanto riguarda la cella combustibile, nella figura (3.8) riportato l'andamento
completo delle potenze prodotte e assorbite includendo il contributo della cella
combustibile, e nel nostro caso stata utilizzata una cella che avente le seguenti
caratteristiche:
Tabella 3.3
Module Specifications
Product Description Fuel Cell Power Module Output Power DC 1.1~3.3 KVAOutput Voltage 42 ~ 80 VDC Maximum Output DC 75A
Input Voltage 24 VDC Fuel Purity Hydrogen > 99.95%
Fuel Pressure 550 ~ 830 Kpa (80~120 Psig) Oxidant Humidity 0~100% RH
Data Collection Available Cooling Type Air Cooling
Dimensions 80 x 46 x 40 cm (31.5 x 18.1 x
15.7 in.)
Weight 40 kg (88.2 lb)
Environment Requirement
Ambient Temperature -20~52C
Operation Efficiency
Hydrogen Consumption 752 Liter / kW-hr Efficiency LHV 50%
figura (3.8)
Dai dati precedenti si nota che l'idrogeno prodotto minore dellidrogeno consumato,
quindi in questo caso la cella combustibile sar utilizzata per pochi periodi, o nel caso di
(BACK-UP).
0
0,5
1
1,5
2
2,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kW
Ore
L'andamento Delle Potenza Assorbite e Prodotte
Carico
Panelli Solari
Surplus Di Potenza
Potenza Assorbita
dall'elettrolizzatore
Potenza Prodotta dalla
Cella Combustibile
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4. Risultati
Possiamo notare che lenergia elettrica assorbita dalla rete elettrica cala fino a valori eguali
a zero durante la giornata, mentre la cella combustibile soddisfa parte del carico, e
garantisce lalimentazione nel caso della mancanza della tensione. Nei seguenti grafici
stato fatto il confronto lenergia elettricacomprata nei 2 casi (Con limpianto e senza
limpianto).
Figura (4.1) Confronto Tra I 2 Casi
Si nota da questo grafico, che vi una riduzione dell assorbimento dellenergia comprata
dalla rete elettrica (dimostrata in blu) eguale circa il 44% durante lanno.
0
5
10
15
20
25
Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.
kWh/ Giorno
Mese
l'eneriga Assorbita Senza L'impianto
0
5
10
15
20
25
Gen. Feb. Mar. Apr. Mag. Giu. Lug. Ago. Set. Ott. Nov. Dic.
kWh/Giorno
Mese
L'energia Assorbita Con L'impianto
Cella A Combustibile
Pannelli Solari
Energia Comprata
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5. I costi
Nella tabella (5.1) sono stati riportati tutti i costi relativi allimpianto precedente:
Tabella 5.1
I costi
Componente
Prezzo
Pannelli Solari 1,200.000
elettrolizzatore 1,200.000
Cella a combustibile 2,200.000
Serbatoi e ausiliari 1,800.000
Totale 6,400.000
Calcolando il risparmio di energia abbiamo un consumo annuale di 5859.3 kWh (senza
utilizzare limpianto), invece con limpianto il consumo si diminuisce fino a 3305.14 kWh,
quindi un risparmio del 44%.
Calcolando il risparmio dei costi dellenergia, considerando il cost dell energia elettrica =
0.189 /kWh*, risulta un risparmio di 482.700 / anno.
Per ricavare il costo dellinvestimento inziale in questo caso, sarebbe 13 anni e 4 mese
(escludendo i costi i operazione) .
Vale la pena anche a dire che il costo di un impianto che utlizza le batterie invece della
tecnologia dellidrogeno, eguale circa 4,800.000 , che quasi la meta del costo di
investimento del nostro impianto.
6. ConclusioniLa fattibilit pratica del sistema proposto attualmente condizionata dal livello di sviluppo
della tecnologia delle celle a combustibile, dell elettrolizzatore e delpannello fotovoltaico.
Qualora queste tecnologie come stato dimostrato nella tabella precedente, saranno
sufficientemente mature da poter essere economicamente utilizzate su ampia scala,
occorrer valutare soluzioni diverse per l'accumulo dell'idrogeno, diverse dal contenimento
in serbatoi in pressione di quantit di idrogeno rilevanti nelle immediate vicinanze degli
utilizzatori.
*Il Costo dellenergia elettrica stato riportato da sito officiale di enel energia. www.enelenergia.it
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Pannelli Fotovoltaici Con Accumulatori Di Idrogeno
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Referemente
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www.m-field.com.tw/product2.php
re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=africa
www.supersolar.it/solare-fotovoltaico/solare-fotovoltaico-schede-tecniche/
http://www.alibaba.com/product-detail/Oxyhydrogen-Gas-generator-
SOH100_1787823145.html
Impianto sperimentale per la produzione di energia elettrica fotovoltaica con sistema
di accumulo ad idrogeno, universita di bologna.
http://pvwatts.nrel.gov/pvwatts.php.
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