EO Power 35

EO POWER - GIUGNO/LUGLIO 2024 XXX Power Grazie all’elettrolisi sono stati compiuti progressi note- voli, mediante sistemi di produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio su scala industriale. L’obiettivo è quello di produrre esclusivamente idrogeno verde trami- te un maggior numero di installazioni che sfruttino l’e- nergia in eccesso generata dagli impianti eolici e solari. Batterie e celle a combustibile: un confronto I FCEV generano elettricità attraverso una cella a com- bustibile alimentata a idrogeno integrata, che funge da fonte di energia, simile alla batteria dei veicoli elettrici (BEV – Battery Electric Vehicle), per alimentare il motore elettrico che spinge il veicolo. Rispetto ai veicoli elettrici a batteria (BEV), i sistemi a celle a combustibile posso- no garantire un’elevata densità gravimetrica di energia (energia immagazzinata per unità di massa), in quanto l’idrogeno pressurizzato e conservato nei serbatoi è più leggero e ha una maggiore densità energetica. Ciò con- ferisce ai FCEV un significativo vantaggio in termini di autonomia e/o peso, pur essendo a emissioni zero. Inol- tre, il rifornimento della cella a combustibile alimentata a idrogeno è simile a quella di un veicolo tradizionale a benzina o diesel e richiede solo pochi minuti. Nonostante l’adozione di autovetture a celle a combu- stibile alimentate a idrogeno debba fronteggiare la for- te concorrenza dei veicoli elettrici alimentati a batteria, che hanno fatto registrare notevoli progressi in termini di tecnologia e infrastruttura, l’adozione di autovetture alimentate a idrogeno offre un netto vantaggio nell’u- tilizzo di questa tecnologia nei veicoli commerciali. Il segmento degli autobus ha iniziato ad adottare le celle a combustibile alimentate a idrogeno anni fa per gli au- tobus comunali, e presto sarà seguito dagli autobus tu- ristici. Il vantaggio è infatti rappresentato dalle lunghe distanze che gli FCEV possono percorrere rispetto alle loro controparti a batteria. Da allora, le case automobilistiche specializzate nella produzione di camion hanno cominciato a utilizzare la tecnologia delle celle a combustibile alimentate a idro- geno. L’attrattiva per le aziende di trasporto risiede nel fatto che possono conseguire i loro obiettivi di riduzio- ne delle emissioni di carbonio, pur disponendo di ca- mion con un’autonomia simile a quella degli equivalen- ti con motore a combustione interna (ICE) di oltre 400 km. Ultimamente, i settori dell’edilizia e dell’industria mineraria stanno prendendo in seria considerazione le tecnologie delle celle a combustibile, non solo per la modalità operativa quando sono fermi, ma anche per spostarsi dal punto A al punto B. Anche i settori agrico- lo, marittimo, ferroviario e dell’aviazione stanno esplo- rando questa possibilità. Per realizzare un’economia a base di idrogeno, saran- no necessari notevoli investimenti infrastrutturali, tra cui impianti di stoccaggio e reti di distribuzione tramite oleodotti, navi e veicoli di trasporto. L’industria dell’i- drogeno ritiene che tutto ciò possa essere realizzato en- tro pochi anni, a patto che vengano introdotti adeguati incentivi economici. È sufficiente considerare che una stazione di rifornimento di idrogeno può servire un nu- mero maggiore di veicoli rispetto a una stazione di ri- carica equivalente per veicoli elettrici, con una minore richiesta di elettricità dalla rete. Considerazioni sulla progettazione di veicoli a celle a combustibile (FCEV) Durante lo sviluppo degli FCEV, è necessario tenere in considerazione diversi aspetti di progettazione che includono una serie di elementi di fondamentale im- portanza. Gli architetti e gli ingegneri che sviluppano sistemi di celle a combustibile devono tenere in con- siderazione i requisiti di corrente, tensione e potenza dei connettori, valutando anche se optare per sistemi di connessione in plastica o in metallo. Devono inoltre decidere se sono necessari connettori schermati o non schermati, quale sia il calibro dei fili necessario, sce- gliere i requisiti di tenuta IP del sistema e decidere se sarà necessaria la tecnologia di connessione ATEX. Durante il processo di integrazione del sensore, è essen- ziale identificare i tipi di rilevamento dei gas necessari al sistema in uso. Anche il monitoraggio della tempe- ratura del sistema è essenziale per ottenere prestazioni ottimali. Inoltre, è opportuno valutare l’inclusione di contattori e fusibili HV, nonché la necessità di interrut- tori di emergenza o montati su pannello. Per quanto riguarda poi i componenti passivi, i progetti- sti dovranno scegliere tra i condensatori in alluminio o a film. È necessario tenere in considerazione le tipologie di resistenze ad alta potenza utilizzate nel sistema. Infine, è fondamentale valutare la necessità di soluzioni magne- tiche personalizzate, nonché determinare se la necessità di convertitori di potenza DC/DC o AC/DC aggiunge un ulteriore livello di considerazione al processo di proget- tazione complessivo. Ognuno di questi fattori contribu- isce alla funzionalità e alla sicurezza senza soluzione di continuità del design complessivo del sistema. Prospettive per i veicoli a celle a combustibile nel settore dei trasporti Nel complesso, il settore dei trasporti FCEV sta viven- do una significativa crescita e innovazione, con impor- tanti aziende automobilistiche, di veicoli commerciali e tecnologiche che investono nella tecnologia delle celle