Celle a combustibile : Applicazioni in cogenerazione
Autore
Chiara Tresso - Politecnico di Torino - [2005-06]
Documenti
Abstract
Studio di applicazioni in cogenerazione di celle a combustibile (PEM-SOFC) per applicazioni stazionarie residenziali.
L’obiettivo dell’elaborato è quello di analizzare una possibile applicazione futura di celle a combustibile SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), cioè l’utilizzo in cogenerazione abbinata al teleriscaldamento urbano. Il recupero termico viene effettuato sfruttando il calore dei gas anodici esausti in uscita dalla cella, tramite uno scambiatore che riscalda l’acqua di mandata nella rete del teleriscaldamento. I dati relativi alla cella SOFC si riferiscono al prototipo da 100 kW elettrici che attualmente si trova presso la sede della Gtt a Torino, dove viene testato in assetto cogenerativo e impiegato per la climatizzazione degli uffici ; chiaramente in questa applicazione è stato necessario predisporre un numero idoneo di generatori per soddisfare la domanda termica di un’ utenza urbana. Per poter disporre di un termine di paragone reale, ho ritenuto opportuno analizzare preventivamente un’ applicazione di teleriscaldamento urbano, effettuata mediante tecnologia convenzionale con motore cogenerativo alimentato a gas metano, asservito al teleriscaldamento di parte del comune di Chieri.
Ho svolto un confronto tra le due soluzioni e la generazione separata di energia elettrica e termica relativamente ai consumi di energia primaria (tep), al consumo specifico (MJ / kWh) e alle emissioni di anidride carbonica. Allo stato attuale dell’arte la soluzione economicamente e tecnologicamente più idonea risulta essere la cogenerazione convenzionale, anche se l’impiego di celle SOFC risulta vantaggioso, rispetto alla generazione separata, e potrebbe in futuro diffondersi se si verificassero abbassamenti di costi e un’opportuna evoluzione tecnologica (incremento della densità di potenza dei generatori, risoluzione di problematiche relative alla resistenza dei materiali).
L’obiettivo dell’elaborato è quello di analizzare una possibile applicazione futura di celle a combustibile SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), cioè l’utilizzo in cogenerazione abbinata al teleriscaldamento urbano. Il recupero termico viene effettuato sfruttando il calore dei gas anodici esausti in uscita dalla cella, tramite uno scambiatore che riscalda l’acqua di mandata nella rete del teleriscaldamento. I dati relativi alla cella SOFC si riferiscono al prototipo da 100 kW elettrici che attualmente si trova presso la sede della Gtt a Torino, dove viene testato in assetto cogenerativo e impiegato per la climatizzazione degli uffici ; chiaramente in questa applicazione è stato necessario predisporre un numero idoneo di generatori per soddisfare la domanda termica di un’ utenza urbana. Per poter disporre di un termine di paragone reale, ho ritenuto opportuno analizzare preventivamente un’ applicazione di teleriscaldamento urbano, effettuata mediante tecnologia convenzionale con motore cogenerativo alimentato a gas metano, asservito al teleriscaldamento di parte del comune di Chieri.
Ho svolto un confronto tra le due soluzioni e la generazione separata di energia elettrica e termica relativamente ai consumi di energia primaria (tep), al consumo specifico (MJ / kWh) e alle emissioni di anidride carbonica. Allo stato attuale dell’arte la soluzione economicamente e tecnologicamente più idonea risulta essere la cogenerazione convenzionale, anche se l’impiego di celle SOFC risulta vantaggioso, rispetto alla generazione separata, e potrebbe in futuro diffondersi se si verificassero abbassamenti di costi e un’opportuna evoluzione tecnologica (incremento della densità di potenza dei generatori, risoluzione di problematiche relative alla resistenza dei materiali).
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