El.Ma. Electronic Machining srl

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Impianto rifugio 'Ai caduti dell'Adamello' per la generazione stazionaria di energia mediante l'impiego del vettore Idrogeno

Il carattere innovativo dell’impianto per la generazione stazionaria di energia mediante l'impiego del vettore idrogeno installato presso il rifugio "Ai caduti dell'Adamello",  posto ad un'altitudine di oltre 3000 m slm, è da ricercare nell’integrazione di alcune apparecchiature di recente concezione e fino ad oggi mai sperimentate in condizioni ambientali particolarmente gravose, giacchè le temperature di esercizio dell’impianto e la pressione sono da considerarsi inferiori rispetto a quelle proprie di un utilizzo standard.

 

Pertanto l'impianto realizzato ha un'importante valenza di sperimentazione di tali apparecchiature in alta quota, con l’obiettivo finale, in un prossimo futuro, di creare le premesse per il raggiungimento dell’indipendenza energetica dalle altre fonti già presenti nella struttura in esame (impianto a gasolio) in alcune situazioni caratterizzate da richieste  di energia non particolarmente gravose.

L’impianto è stato inserito in maniera integrale nel sistema per la produzione di energia esistente a servizio del rifugio (fotovoltaico con accumulo tramite banco di batterie al piombo, collettori solari termici e gruppi elettrogeni), viene quindi generata energia a seconda delle esigenze del rifugio, senza andare a gravare sul bilancio economico energetico attuale: infatti la produzione d’idrogeno viene avviata esclusivamente nei momenti in cui è presente surplus energetico legato alla produzione fotovoltaica e non viene mai utilizzato il gruppo a gasolio per accendere l’elettrolizzatore. 

 

La progettazione dell'impianto è avvenuta sulla base dello schema elettrico preesistente; il layout dell’impianto è illustrato di seguito:

Nel particolare l’impianto è costituito da un campo fotovoltaico da 12 kWp, disposto sul tetto del rifugio, collegato ad un inverter (SMA) connesso alla rete, la quale è generata da un motore diesel e a cui è collegato, tramite un inverter, un banco di accumulatori al piombo.

Il generatore elettrico a fuel cells (basate su tecnologia PEM) da 5 kWel è stato installato in parallelo rispetto al banco batterie e viene alimentato dall’idrogeno prodotto in loco mediante un dissociatore elettrolitico da 2 Nm3/h nominali e stoccato all'interno di due serbatoi aventi un volume utile  di 1 m3 cadauno. 

L’elettrolizzatore rappresenta la soluzione ideale per la generazione d’idrogeno da fonte rinnovabile: in maniera del tutto indipendente dalla fonte elettrica primaria la macchina è in grado di produrre idrogeno ad una pressione di 30 bar ad elevata purezza, la pressione in uscita permette di stoccare il gas direttamente in bombola senza l’impiego di un compressore a monte di questa.

Il sistema di controllo  è stato sviluppato da El.Ma. ed è adibito alla supervisione (in locale ed in remoto attraverso una VPN criptata) di tutti i componenti dell’impianto tramite i rispettivi singoli controllori  logico programmabili (PLC) presenti sulle singole macchine.

Esso provvede ad inviare i comandi, controllare i parametri a seconda della funzionalità scelta nella globalità dell'impianto (apparecchiatura produzione idrogeno, utilizzo idrogeno, supervisione dei generatori con fuel cells, controllo e gestione integrata dei sistemi di sicurezza); inoltre consente il monitoraggio degli inverter fotovoltaici, dello stato di carica delle batterie e dunque dell’erogazione di energia da parte dai pannelli e del generatore diesel. 

 

Un controllo automatico come il CN sviluppato da El.Ma. risulta fondamentale per la gestione dell'impianto: l’ottimizzazione del sistema infatti si può ottenere solo attraverso una gestione continua dei flussi di potenza presenti in rete e questo è reso possibile dall’impiego di un linguaggio di comunicazione comune tra i vari sistemi.

L’integrazione dei vari sottosistemi in un unico sistema ibrido correttamente funzionante è legata alla complessità dei dispositivi periferici ed è tanto maggiore quanto maggiore è la dimensione dell’impianto.
L’impiego di un sistema di controllo da remoto in grado d’interrogare le diverse macchine operanti nell’impianto rappresenta l’unica soluzione per impianti ubicati in zone di difficile accesso, in cui i tempi di manutenzione e verifica devono essere ottimizzati e ridotti al minimo.