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rapporti - Deliverable

Progettazione e realizzazione di un apparato sperimentale per lo studio dell’impiego di miscele gas naturale idrogeno negli utilizzatori finali

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Progettazione e realizzazione di un apparato sperimentale per lo studio dell’impiego di miscele gas naturale idrogeno negli utilizzatori finali

Nel presente rapporto viene descritto il progetto di dettaglio e la realizzazione di una postazione di prova per motori cogenerativi da qualche decina di kWel alimentati con miscele a concentrazione variabile di idrogeno e gas naturale. La postazione consente di valutare le prestazioni energetico-ambientali dell’unità in prova e l’eventuale degrado dei componenti dovuto all’utilizzo di idrogeno ed è progettata per poter simulare diversi profili di carico termico tipici delle utenze residenziale e terziaria.

È stata eseguita la progettazione di dettaglio e la realizzazione di una nuova postazione per effettuare prove sperimentali su un motore cogenerativo operante con miscele di idrogeno e gas naturale.
Il lavoro di RSE si è posto l’obiettivo di approfondire alcuni temi trattati in letteratura, in particolare la valutazione dell’impatto sulle performance, sulle emissioni e sulla vita utile dei componenti di un motore cogenerativo alimentato con miscele H2/Gas Naturale (GN) a tenori sempre crescenti di idrogeno, fino ad una concentrazione volumetrica massima pari al 20%. A differenza di quanto generalmente riscontrato in letteratura, si è progettato un sistema in grado di effettuare prove di lunga durata con concentrazione variabile di idrogeno, simulando diversi profili di carico termico dell’utenza.
L’impianto progettato da RSE consta di un elettrolizzatore alcalino commerciale in grado di produrre fino a 1,33 Nm3/h di idrogeno, un sistema di miscelazione di idrogeno e gas naturale di rete, un motore cogenerativo commerciale da 67 kWth e 30 kWel (certificato per funzionare a gas naturale) ed i sistemi di misura per valutare le proprietà della miscela di combustibile (calorimetro) e dei gas di scarico (sistema di analisi fumi). Il carico termico dell’utenza è simulato grazie ad un circuito ad acqua in cui il calore generato dal motore viene dissipato da un aerotermo.
È stato sviluppato un sistema di supervisione e controllo dedicato, che permette di operare sia in modalità automatica che manuale, garantendo il corretto funzionamento e la sicurezza operativa dell’impianto.
Al termine della costruzione dell’impianto, è stato effettuato il collaudo di tutti i componenti dell’impianto e del sistema di controllo e supervisione. Tale collaudo ha dato esito positivo.
La futura sperimentazione sarà svolta in stretta collaborazione con il costruttore del motore (ASJA) che si occuperà di una serie di interventi di controllo e manutenzione durante la sperimentazione di lunga durata, al fine di verificare gli effetti dell’idrogeno sulla componentistica del motore.

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