IT201800003069U1 - Dual energy core - Google Patents

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Nicola Piccenna
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Nicola Piccenna
Al Abbawi Sinan Hasem Younis
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Description

TITOLO: “DUAL ENERGY CORE”
DESCRIZIONE
I processi di trasformazione energetica, miranti ad ottenere forme di energia idonee ad alimentare apparati operativi, vengono valutati in termini di maggiore o minore efficienza in funzione del loro “rendimento”. Il rendimento è la percentuale di energia che si ottiene nella forma desiderata rispetto all’energia potenzialmente disponibile prima della trasformazione.
Per fare un esempio che sarà utile anche nel prosieguo della descrizione, diciamo che una centrale endotermica che produce energia elettrica utilizzano gas naturale ha un rendimento medio compreso tra il 25% ed il 33% (con altre tecnologie si raggiunge il 40%). Significa che dell’energia contenuta nel gas naturale solo il 25-33% diventa energia elettrica, il resto viene perso sotto forma di energia termica. Diversamente, se fossimo interessati ad ottenere sia energia elettrica che energia termica, il rendimento si avvicinerebbe al 85-90% (una quota dell’energia potenzialmente disponibile resta comunque non utilizzabile dopo la trasformazione).
I processi che consentono di produrre ed utilizzare sia la componente termica che quella elettrica in una trasformazione energetica sono detti di “cogenerazione”: in sigla “chp” – Combined Heat and Power.
I sistemi di cogenerazione elettrochimica da gas naturale maggiormente diffusi per potenze comprese tra 1 Kw e 5 Kw (cosiddetta micro-cogenerazione - microchp) utilizzano apparati di “trasformazione energetica” basati sulle tecnologie PEM (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) e SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). Il funzionamento, che qui interessa solo dal punto di vista descrittivo-concettuale, si basa sulla rottura (cracking) della molecola del gas naturale (CH4) che consente di ottenere l’idrogeno e, successivamente, l’energia elettrica combinando l’idrogeno con l’ossigeno in una cella a combustibile (Fuel Cell). Tutto il processo è esotermico ed il calore generato viene accumulato riscaldando un liquido (solitamente acqua) per successivi usi.
Gli apparati attualmente in produzione utilizzano alternativamente le tecnologie PEM ovvero SOFC in funzione delle specifiche esigenze applicative:
1) PEM, quando occorre produrre energia in maniera incostante alternando accensioni e spegnimenti dell’apparato. La cella “PEM” lavora alla temperatura vicina ad 80° centigradi ed essendo di natura polimerica non risente delle fasi di accensione e spegnimento raggiungendo in pochi secondi la condizione di funzionamento a regime. Ha una efficienza elettrica vicina al 30% mentre l’efficienza termica raggiunge il 60%;
2) SOFC, quando occorre produrre energia in maniera costante, riducendo al massimo le fasi di accensione e spegnimento dell’apparato. La cella “SOFC” lavora a temperature vicine a 500° centigradi e subirebbe microfratture della ceramica se sottoposta a frequenti spegnimenti e riavvii. Ha una efficienza elettrica del 55% e termica vicina al 40%.
Il brevetto di modo d’uso che ci occupa qui, consiste nell’utilizzo congiunto delle due tecnologie, perciò nel titolo viene utilizzato il termine “DUAL CORE”, così da assicurare il massimo dell’efficienza elettrica per la componente di utilizzo “costante” attraverso il CORE SOFC ed, al tempo stesso, sopperire alle richieste energetiche di “picco” con l’attivazione del CORE PEM.
Gli apparati costituenti DUAL ENERGY CORE sono ampiamente diffusi ed utilizzati per le loro funzioni specifiche mentre il loro utilizzo congiunto ed integrato per la produzione di energia in apparati di potenza ridotta (micro-chp) costituisce l’assoluta novità di “DUAL ENERGY CORE”

Claims (1)

  1. TITOLO: “DUAL ENERGY CORE” RIVENDICAZIONI: 1) Si rivendica l’uso integrato degli apparati costituenti il sistema DUAL ENERGY CORE (apparati per il cracking del gas naturale, celle a combustibile “PEM”, celle a combustibile SOFC, elettronica di controllo e di potenza) per sistemi di micro-cogenerazione; 2) Si rivendica l’uso del sistema DUAL ENERGY CORE per raggiungere l’efficienza di trasformazione energetica superiore al 90% ottenendo un risparmio dei consumi ed un vantaggio per l’ambiente e la salute dei cittadini; 3) Si rivendica l’uso del sistema DUAL ENERGY CORE per ridurre le emissioni di ossidi di azoto, ossidi di zolfo, anidride carbonica ed ossido di carbonio derivanti dalla produzione di energia elettrica centralizzata ed energia termica per uso domestico attraverso la combustione del gas naturale; 4) Si rivendica l’uso del sistema DUAL ENERGY CORE per abbattere a valori prossimi allo zero le emissioni di polveri sottili (PM10) generate dalla combustione del gas naturale (metano) di origine fossile.
IT202018000003069U 2018-07-23 2018-07-23 Dual energy core IT201800003069U1 (it)

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