Network Connection System for Fuel Cells - Ansaldo Sistemi Industriali

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A very important control characteristic of the whole
system which should be noted is that in addition to
being able to track the voltage/current curve of the
cells, it can automatically manage in abnormal conditions
(such as network failure) the change to and operation
of the plant in ISLAND mode: that is, the
system is self sufficient and can power the plant equipment
and auxiliaries even in the absence of the overall
electrical network, using the micro turbine cogeneration
system (GIM).
Any excess energy is dissipated via an IGBT modulation
device (GTBU) on a resistive load (EPU).
Another interesting aspect is the modularity which
may expand in line with user needs.
Special attention has been given to reducing bulk
which has resulted in electrical boards with a high degree
of fill. This was made possible by the specific de-
Federico Magrin
sign of each individual component to reduce volume
and the use of meticulous assembly techniques.
In conclusion it is clear that the world of fuel cells is
constantly developing.
To date it remains a niche market, due above all to the
high cost of hydrogen H2, and one which is perhaps
not well known, but considering the wide range of potential
fields in which Fuel Cells can be used (naval,
military, biomass plant, hospitals, shopping centres
etc.) it is expected that this market will become increasingly
dynamic in the next few years with a consequent
decrease in installation costs and costs of
hydrogen supply.
Ansaldo Sistemi Industriali SpA, strengthened by the
high level of experience and expertise acquired in the
last few years, is ready to take on the challenges presented
by this promising market.
INNOVATION
Nella fattispecie, come evidenziato nello schema a
blocchi, l’impianto comprende i seguenti macro-componenti:
• organi di sezionamento della potenza lato celle
• unità di accumulo e filtraggio
• convertitori Booster DC/DC
• unità inverter denominata “Active Front End” e relativo
filtraggio per ridurre al minimo le distorsioni
armoniche verso la rete ENEL
• filtri per ridurre al minimo le distorsioni armoniche
e trasformatore trifase per separazione galvanica
dalla rete ENEL
• unità di frenatura realizzata con dispositivo di modulazione
ad IGBT (ns. unità GTBU) e batteria di
resistenze di dissipazione
• unità inverter di comando della microturbina
(GIM), la quale sostanzialmente trasforma in energia
elettrica “addizionale” il flusso di gas esausti
derivanti dai processi chimici interni alle celle
• unità PLC interna per controllo/gestione del sistema,
e interfaccia con unità DCS d’impianto
Da notare una caratteristica molto importante dell’intero
sistema, legata al controllo, che oltre ad essere in
grado di seguire la curva tensione/corrente delle celle,
ha la capacità di saper gestire automaticamente in
condizioni anomale (mancanza rete, …) il passaggio
e l’esercizio dell’impianto in modalità ISOLA: ovvero
il sistema è in grado di autosostenersi e di alimentare
le utenze e gli ausiliari d’impianto anche in assenza
della rete elettrica prevalente, sfruttando anche la presenza
del sistema cogenerativo a microturbina (GIM).
L’eventuale energia in esubero viene dissipata mediante
un dispositivo di modulazione a IGBT (denominato
GTBU) su un carico resistivo (EPU).
Altra interessante peculiarità è certamente la modularità,
che può crescere a seconda della domanda
dell’utente. Particolare attenzione è stata posta alla
riduzione ingombri che ha avuto come risultato la
realizzazione di quadri elettrici con elevato fattore di
riempimento. Questo è stato possibile attraverso la
progettazione specifica su ogni singolo componente
finalizzata al contenimento dei volumi, e a tecniche
di assemblaggio minuziose.
Per concludere è chiaro che il mondo delle celle a
combustibile è in continua evoluzione.
Ad oggi è ancora un mercato di nicchia, dovuto soprattutto
agli elevati costi dell’idrogeno H2, e forse
non completamente conosciuto, ma considerati i potenziali
bacini d’utenza ai quali le Fuel Cells sicuramente
potranno far riferimento (applicazioni in
campo navale, militare, impianti a biomasse, ospedali,
centri commerciali, …) ci si aspetta una progressiva
maggiore dinamicità di questo mercato negli
anni immediatamente futuri con una conseguente
flessione sui costi d’installazione e di approvvigionamento
dell’idrogeno.
Ansaldo Sistemi Industriali SpA, forte dell’alto valore
delle competenze acquisite in questi ultimi anni, è
pronta ad affrontare le sfide che questo promettente
mercato proporrà.
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