ITCO20120009A1

ITCO20120009A1 - ¿cogeneratore e sistema di comando dello stesso¿

Info

Publication number: ITCO20120009A1
Application number: IT000009A
Authority: IT
Inventors: Corrado Giacomini
Original assignee: Giacomini Spa
Priority date: 2012-03-10
Filing date: 2012-03-10
Publication date: 2013-09-11

Description

“Cogeneratore e sistema di comando dello stesso”

Descrizione dell’invenzione

Campo di impiego

La presente invenzione si riferisce ad un cogeneratore e ad un sistema di comando dello stesso secondo i preamboli delle rivendicazioni 1 e 10.

Sfondo tecnologico e tecnica nota

I cogeneratori sono ampiamente noti per la produzione contemporanea di energia elettrica e di energia termica partendo da un’alimentazione di gas combustibile, ad esempio gas naturale e GPL, con impiego di celle a combustibile, laddove il loro principio di funzionamento è schematizzato in figura 1, nella quale, come indicato da frecce, al cogeneratore 1 vengono alimentati un gas combustibile ed acqua e dal cogeneratore viene prodotta energia elettrica e calore.

Più in dettaglio, come illustrato in figura 2, un cogeneratore comprende sostanzialmente:

- un reformer 2, il quale trasforma in gas riformato (miscela di idrogeno e di anidride carbonica) il gas combustibile alimentato e il vapore (acqua) attraverso una serie di reazioni chimiche ad alta temperatura;

- una cella a combustibile 3, nella quale il gas riformato (idrogeno) e l’ossigeno dell’aria ambiente producono contemporaneamente energia elettrica e calore, con generazione di acqua, laddove la cella a combustibile può essere di diverso tipo, ad esempio di tipo PEM raffreddata ad acqua; - un inverter 4, il quale converte la corrente continua prodotta dalla cella a combustibile in corrente alternata utilizzabile direttamente da utenze elettriche in alternativa alla corrente elettrica di rete; nonché

- uno scambiatore di calore 5, il quale permette di recuperare il calore prodotto dalla cella a combustibile 3 utilizzando l’acqua del circuito di raffreddamento di detta cella a combustibile come fluido di scambio, laddove l’energia termica recuperata viene utilizzata abitualmente per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento.

Poiché l’inverter produce corrente elettrica a potenza costante, se i carichi elettrici previsti sono inferiori alla potenza elettrica generata, una parte di questa potenza generata in eccedenza viene autoconsumata per il mantenimento in funzionamento della cella a combustibile e la parte di potenza elettrica generata può essere immessa nella rete pubblica, con un conseguente guadagno economico.

I cogeneratori rappresentano pertanto dispositivi per la generazione alternativa di energia elettrica e vengono utilizzati sostanzialmente per la produzione della loro potenza elettrica nominale.

Sommario dell’ invenzione

L’inventore ha rilevato che i cogeneratori potrebbero essere utilizzati vantaggiosamente per soddisfare le richieste di energia elettrica e termica anche in abitazioni, laddove i cogeneratori noti ed i loro sistemi di controllo non prevedono però un loro agevole adattamento ad un andamento giornaliero di carico elettrico e di disponibilità termica variabili, come si incontra appunto ad esempio in abitazioni.

Pertanto, alla base della presente invenzione, è posto il compito di indicare un cogeneratore ed un sistema di comando dello stesso che consentono un loro impiego in abitazioni.

Questo compito viene risolto, secondo l’invenzione, con un cogeneratore ed un sistema di comando dello stesso che presentano le caratteristiche delle rivendicazioni 1 e 10.

Ulteriori sviluppi dell’ invenzione sono rilevabili dalle rivendicazioni dipendenti.

Con il cogeneratore e il relativo sistema di comando secondo l’invenzione si ottengono diversi ed importanti vantaggi.

In primo luogo mediante l’impiego di un multimetro nel circuito del cogeneratore è possibile monitorare l’andamento dei carichi elettrici dell’ utilizzatore. Nello stesso tempo il modello matematico utilizzato interpola le caratteristiche elettromeccaniche del cogeneratore per cui risulta possibile una elevata flessibilità di utilizzo del cogeneratore che può essere sintetizzata nelle caratteristiche seguenti:

- possibilità di adottare una strategia di utilizzo del cogeneratore che massimizza la produzione di energia elettrica per autoconsumo in base ad una impostazione manuale del profilo di carico elettrico sul pannello di comando oppure, per rendere più semplice e più fruibile il sistema, con un auto-apprendimento del menzionato profilo di carico elettrico.

- Possibilità di adottare una strategia di utilizzo che massimizza la produzione di energia elettrica da immettere sulla rete pubblica, in base ad un profilo orario nel quale potrebbe esserci una maggiore incentivazione, nonché in base al punto di lavoro di massima efficienza del cogeneratore.

- Possibilità di prelevare il calore durante la produzione elettrica per caricare un sistema di accumulo esterno di acqua calda sanitaria. Si osserva che nella strategia di funzionamento che privilegia l’autoconsumo elettrico, il cogeneratore si attiva con sufficiente anticipo in modo da garantire la disponibilità termica all’ orario prefissato. Inoltre, se l’arco temporale di caricamento dell’accumulo non coincide con il profilo dei carichi elettrici, il sistema può in ogni caso lavorare in modalità “ridotta”, vale a dire generando una potenza elettrica ridotta, la quale viene comunque immessa nella rete pubblica, e reintroducendo nel bruciatore del reformer il gas idrogeno generato e non utilizzato.

Un ulteriore vantaggio concerne la diagnostica di funzionamento della cella a combustibile, ovvero:

- mediante un confronto tra i valori istantanei della tensione di lavoro dello stack con i valori stimati dal sistema di comando, è possibile diagnosticare eventuali malfunzionamenti e, pertanto, mettere in sicurezza il cogeneratore, evitando così di aumentare la complessità della sensorica a bordo del cogeneratore.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche, vantaggi e dettagli del cogeneratore e relativo sistema di comando secondo Γ invenzione risulteranno ulteriormente dalla descrizione seguente di esempi di esecuzione illustrati, a titolo esemplificativo, nei disegni allegati, nei quali mostrano:

le figure 1 e 2 circuiti di principio dei cogeneratori della tecnica nota; la figura 3 un circuito secondo l’invenzione illustrante inserimento di un multimetro sull’uscita dell’inverter verso l’abitazione, a monte del contatore bidirezionale;

la figura 4 un esempio dei carichi elettrici nell’arco giornaliero, laddove con linea intera è indicato l’andamento della potenza elettrica assorbita dai carichi, ovvero utenze, dell’abitazione, mentre con linea tratteggiata vengono indicati orari e regimi di potenza elettrica generata dal cogeneratore;

la figura 5 illustra un primo modulo del sistema di comando di cogeneratori per la stima dei punti di lavoro;

la figura 6 mostra un secondo modulo del sistema di comando di cogeneratori per la valutazione dei set di impostazione;

la figura 7 mostra un circuito a valle della cella a combustibile per un migliorato recupero di calore;

la figura 8 mostra una combinazione di reformer cella a combustibile con “fagocitazione” da parte del bruciatore del reformer dell’idrogeno incombusto uscente dalla cella a combustibile; e

la figura 9 illustra una combinazione secondo l’invenzione di reformer cella combustibile combustore catalitico ad idrogeno.

Descrizione delle forme di esecuzione preferite

Nelle diverse figure parti uguali presentano gli stessi indici di riferimento. I circuiti di base dei cogeneratori illustrati nelle figure 1 e 2 vennero già descritti nella parte introduttiva.

Si fa pertanto dapprima riferimento alla figura 3, nella quale è illustrato che, come abituale l’inverter 4 sul suo lato di uscita a corrente alternata 4a è collegato in parallelo al ramo 7 della rete elettrica di un’abitazione e, con interposizione di un contatore bidirezionale 8, al ramo 9 della rete pubblica nella modalità di scambio di energia elettrica sul posto.

Inoltre, secondo l’invenzione, il sistema di comando 12 del cogeneratore 1, ovvero dei suoi due componenti 17 e 18 rilevabili dalle figure 5 e 6, è collegato, figura 3, tramite una linea 13 all’uscita in corrente alternata 4a dell’inverter 4 e, attraverso la linea 14, è collegato ad un multimetro 15 inserito nel ramo 7 della rete elettrica dell’abitazione ed in grado di monitorare l’andamento dei carichi elettrici previsti dall’ utilizzatore, ovvero abitazione.

II sistema di comando 12 secondo l’invenzione comprende pertanto, in una forma di esecuzione preferita, un primo ed un secondo modulo 17 (fig. 5) e 18 (fig. 6) funzionali di elaborazione di segnali, laddove il modulo 17 esegue la stima dei vari punti di lavoro ed il modulo 18 esegue una valutazione dei set impostati.

Come rilevabile dalla figura 5, il modulo 17 presenta un ingresso 20 della potenza nominale del sistema Pnom (W), un cursore di comando 21 servente ad impostare la potenza elettrica desiderata (nell’intervallo dal 40 % al 100 % della potenza nominale del cogeneratore 1), nonché una pluralità di uscite di impostazione sui vari componenti del cogeneratore 1, e più precisamente per:

uscita 22: portata gas al reformer QGas (N l/ora)

uscita 23: portata acqua al reformer QH20 (N l/ora)

uscita 24: portata gas riformato uscente QRef (N l/min)

uscita 25: portata idrogeno uscente QH2 (N l/min)

uscita 26: tensione alla cella a combustibile (V)

uscita 27: corrente erogabile alla cella a combustibile (A)

uscita 28: portata aria soffiante cella a combustibile (N l/min)

uscita 29: potenza elettrica erogabile in AC Pac (W)

uscita 30: potenza termica asportabile Pth (W)

uscita 31: portata cireolatore cooling della cella a combustibile (1/h).

H modulo 17 può essere vantaggiosamente parametrizzato per il tipo di gas utilizzato per il processo di reforming. Inoltre può essere impostata, in modo parimenti parametrizzato, la potenza massima erogabile dal sistema.

H modulo 18 presenta in ingresso le seguenti entrate:

33: portata gas al reformer QGas (N l/ora)

34: portata acqua al reformer QH20 (N l/ora)

35: portata aria soffiante cella a combustibile (N l/min)

36: portata cireolatore cooling della cella a combustibile (1/h), e

in uscita presenta le seguenti uscite:

37 : tensione di controllo alla valvola gas (V)

38: tensione di controllo alla valvola acqua (V)

39: tensione di controllo al soffiante della cella a combustibile (V)

40: tensione di controllo al cireolatore cooling (V)

41: efficienza stimata del sistema r|sys.

Alla base del sistema di comando 12 proposto è posto l’insegnamento di integrare i diversi componenti del cogeneratore 1 sulla base di un modello matematico che interpola le caratteristiche elettromeccaniche del cogeneratore 1 e consente di massimizzare i rendimenti e di minimizzare i costi di gestione e, nello stesso tempo, di fornire la necessaria ed elevata flessibilità di adattamento automatico alle diverse richieste di energia elettrica e di energia termica, come si possono presentare in una abitazione. H sistema di comando proposto 12 è pertanto in grado di settare tutti i parametri di processo del cogeneratore 1 in un campo continuo da circa il 40 % al 100 % della potenza elettrica massima generata, laddove questa funzione introduce la menzionata elevata flessibilità di utilizzo del cogeneratore 1 per Γ impiego in abitazioni e che può essere sintetizzata nelle possibilità seguenti per l’utente:

• i) possibilità di adottare una strategia di utilizzo che massimizza la produzione di energia elettrica per autoconsumo in base ad una impostazione manuale del profilo di carico elettrico previsto sul pannello di comando 12 oppure, per rendere il sistema più semplice e fruibile, con un auto-apprendimento del profilo di carico elettrico previsto.

• ii) possibilità di adottare una strategia di utilizzo che massimizza la produzione di energia elettrica da immettere sulla rete pubblica, in base ad un profilo orario, come illustrato ad esempio in fig. 4, nel quale ci potrebbe essere una maggiore incentivazione, o convenienza economica, ed in base al punto di lavoro a massima efficienza del cogeneratore 1.

• iii) possibilità di prelevare il calore durante la produzione di energia elettrica per caricare un sistema di accumulo esterno di acqua calda sanitaria.

Si osserva che nella strategia di funzionamento che privilegia l’autoconsumo elettrico (opzione i)), il sistema di comando si attiva con un sufficiente anticipo in modo da garantire la disponibilità di potenza termica all’orario prefissato. Se l’arco temporale di caricamento dell’ accumulo non coincide con il profilo dei carichi elettrici dell’abitazione, il sistema di comando può in ogni caso lavorare in modalità “ridotta”, ovvero in una modalità atta a generare una potenza elettrica ridotta che viene comunque immessa nella rete pubblica e reimmettendo il gas idrogeno generato, e non utilizzato, nel bruciatore del reformer 2, fig. 8.

Funzioni principali del sistema di comando secondo Γ invenzione Queste funzioni possono essere riassunte nelle seguenti modalità operative:

• Modo 1 (“ECO MANUALE”): l’utente imposta sul pannello di comando 12 il profilo orario desiderato (fig. 4) indicante l’andamento del carico elettrico e le proprie esigenze di disponibilità termica. H sistema automatico di comando insegue automaticamente i carichi elettrici programmati ottimizzando così l’efficienza del sistema.

• Modo 2 (“ECO AUTO”): il sistema di comando mediante il multimetro 15 sulla linea elettrica 9 e tramite il monitoraggio delle temperature sul bollitore, non illustrato, associato allo scambiatore di calore 5 (figura 2) autoapprende i profili di carico dell’ utente. Il sistema automatico di comando insegue automaticamente il profilo di carico appreso, ottimizzando così l’efficienza del sistema.

• Modo 3 (“MAX COMFORT”): il cogeneratore 1 opera ad un regime di funzionamento a potenza costante. In questa modalità di funzionamento il cogeneratore è in grado di integrare l’andamento dei carichi elettrici, l’energia elettrica prodotta in eccesso viene immessa nella rete pubblica.

• Modo 4 (“SCAMBIO SUL POSTO”): l’utente imposta sul pannello di comando 12 il profilo orario indicante gli orari più favorevoli per lo scambio sul posto dell’energia elettrica con la rete pubblica. Il sistema automatico di comando adatta automaticamente la propria produzione per immettere energia elettrica nella rete pubblica, ottimizzando così l’efficienza di conversione.

Gestione del sistema di recupero calore avanzato

Il sistema di recupero del calore avanzato secondo l’invenzione è progettato tenendo conto dei seguenti obiettivi:

• la cella a combustibile deve lavorare a delle temperature prefissate per ottenere la massima efficienza.

• Occorre scaldare la riserva d’acqua nel minor tempo possibile senza influenzare le temperature della cella a combustibile.

• La cella a combustibile deve funzionare ugualmente anche se il serbatoio di acqua calda ha raggiunto la sua massima temperatura. Ciò viene ottenuto con il circuito a valle della cella a combustibile illustrato in fig. 7, nel quale si è indicato

con PI una pompa di ricircolo della cella a combustibile 3 a portata variabile,

con P2 una pompa di ricircolo secondario a portata costante,

con RAD un radiatore per dissipare calore in eccesso,

con VM una valvola miscelatrice a controllo elettronico,

con 43 un serbatoio esterno al co generatore 1.

La logica di funzionamento secondo insegnamento dell’ invenzione è la seguente: la valvola PI varia la portata in modo da avere il corretto salto di temperatura fra l’ingresso e l’uscita della cella a combustibile 3 come richiesto dalle sue specifiche tecniche. La portata della valvola PI è una diretta conseguenza del carico elettrico applicato alla cella a combustibile stessa, ovvero un maggiore carico elettrico equivale ad una maggiore portata. Una volta attivata la pompa PI si attiva anche la pompa P2 con la valvola VM in posizione Γ.

Quando la cella a combustibile 3 inizia a produrre calore la valvola VM, basandosi sulla temperatura del serbatoio di acqua 43 e su quelle della cella a combustibile 3, inizia ad aprirsi verso la posizione 2’, a seconda delle necessità.

Quando il serbatoio 43 è carico dal punto di vista termico la valvola VM è completamente in posizione 2’ ed è necessario smaltire ugualmente il calore generato per non interrompere la produzione elettrica e si attiva pertanto il radiatore RAD.

H corretto dimensionamento del bollitore 43 (che dipende dal fabbisogno previsto, dai prelievi e dallo spazio disponibile) condiziona direttamente l’accensione del radiatore RAD che, per quanto possibile, deve essere invero evitata perché energeticamente è una perdita per il sistema (energia termica dissipata invece che recuperata ed energia elettrica consumata per fare funzionare la ventola del radiatore RAD).

H sistema di comando 12 riceve in ingresso come parametri la capacità deH’accumulo (in litri) impostata dall’utente e la temperatura istantanea, misurata con una sonda, non illustrata. In questo modo è possibile ottimizzare la gestione del cogeneratore in tutte le temperature desiderate.

Integrazione di un combustore catalitico ad idrogeno

Nei cogeneratori 1 si incontra il seguente problema di base: la cella a combustibile 3 per funzionare deve essere alimentata con idrogeno, la cui portata dipende direttamente dalle portate di acqua e di gas combustibile all’ingresso del reformer 2. Tale portata deve in effetti essere leggermente superiore a quella nominale per poter lavorare in sicurezza ed evitare che la cella a combustibile 3 rimanga senza combustibile, la qual cosa sarebbe molto pericolosa per l’integrità della cella stessa. In queste circostanze l’idrogeno non combusto esce dalla cella a combustibile 3 e ritorna al reformer 2, dove esso viene “fagocitato” dal bruciatore del reformer per mantenere la temperatura, figura 8. Tuttavia, se la quantità di idrogeno incombusto uscente dalla cella a combustibile 3 è troppo alta, il sistema del cogeneratore va in surriscaldamento e deve essere fermato. Per evitare ciò, prima di cambiare il carico elettrico sulla cella a combustibile è necessario agire sulle portate all’ingresso del reformer, la qual cosa rende il sistema molto efficiente ma comporta una complicazione del sistema di comando ed aumenta i tempi di reazione.

Secondo un insegnamento dell’ invenzione è possibile semplificare notevolmente la gestione del sistema di comando 12 mediante l’impiego di un combustore catalitico ad idrogeno, figura 9, ad esempio del tipo divulgato nel documento WO 2006/136316 della richiedente. In questo caso il reformer 2 lavora ad un regime costante (sostanzialmente vicino al massimo) da qui l’idrogeno prodotto entra nella cella combustibile 3 e, all’uscita della stessa, passa direttamente nel combustore catalitico ad idrogeno 45. La logica considerata è la seguente: si può variare senza problemi, ed in tempi relativamente stretti, la quantità di corrente assorbita dalla cella a combustibile 3 come se fosse una normale batteria. Tale quantità di corrente influisce direttamente sulla quantità di idrogeno incombusto che verrebbe a passare nel combustore catalitico 45 e convertito totalmente in energia termica disponibile per utilizzatore.

Con questa modalità di funzionamento il processo di reforming sarebbe sempre attivo e le portate costanti mentre, a seconda del carico elettrico applicato, varia la capacità termica del sistema.

Con questa modalità di funzionamento si ottiene una vantaggiosa rapidità con la quale si possono variare i set/impostazioni di corrente sulla cella a combustibile 3. In una configurazione standard occorre invece agire con un’opportuna rampa sulle portate al reformer 2, poi è necessario aspettare del tempo per far si che la composizione del gas riformato si stabilizzi, ed infine alimentare la cella a combustibile 3.

Dalla descrizioni strutturali e funzionali dei cogeneratori illustrati e relativo sistema di comando secondo Γ invenzione è rilevabile che con gli stessi si risolve efficacemente il compito indicato e si conseguono i vantaggi menzionati.

In pratica gli esperti del ramo potranno introdurre modifiche o varianti nell’ ambito degli insegnamenti e forme di esecuzione indicati, come pure combinare a piacere tra loro le diverse caratteristiche dell’ invenzione, senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione dell’invenzione come rivendicata nel seguito.

Claims

“Cogeneratore e sistema di comando dello stesso” Rivendicazioni 1. Cogeneratore per la produzione di energia elettrica e di energia termica, in particolare per abitazioni, comprendente sostanzialmente: - un reformer, al quale vengono alimentati un gas combustibile e acqua per la produzione di idrogeno, - una cella a combustibile, la quale riceve l’idrogeno prodotto dal reformer e produce energia elettrica ed energia termica, - un inverter, il quale trasforma la corrente continua ricevuta dalla cella a combustibile in corrente alternata per alimentare le utenze elettriche di volta in volta previste, - uno scambiatore di calore, il quale utilizza l’acqua di raffreddamento della cella a combustibile come fluido di scambio termico per riscaldare l’acqua in un serbatoio per acqua calda sanitaria o per riscaldamento, nonché - un pannello di impostazione del funzionamento del cogeneratore con software del sistema di comando del cogeneratore, caratterizzato dal fatto che nel pannello (12) di impostazione del funzionamento del cogeneratore (1) il software del sistema di comando del cogeneratore è basato su un modello matematico che interpola le caratteristiche elettrochimiche dei vari componenti del cogeneratore (1) e consente, tramite impostazione manuale e/o automatica per autoapprendimento, un inseguimento del profilo temporale dei carichi elettrici dell’ abitazione.
2. Cogeneratore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella linea (7) conducente dall’inverter (4) alla rete elettrica dell’ abitazione è inserito un multimetro (15) collegato inoltre con una linea (14) al pannello (12) di impostazione del funzionamento del cogeneratore (1).
3. Cogeneratore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pannello (12) di impostazione del funzionamento del cogeneratore (1) comprende due moduli funzionali (17, 18) di elaborazione dei segnali, dei quali moduli (17, 18) un primo modulo (17) è un modulo di stima dei punti di lavoro dei vari componenti (22 - 31) del cogeneratore (1) e consente, ad esempio tramite un cursore (21), di impostare la potenza elettrica desiderata erogabile dal cogeneratore (1\) in un intervallo tra circa il 40% e il 100% della potenza elettrica massima del cogeneratore (1), mentre il secondo modulo (18) è un modulo di valutazione dei settaggi (33 - 41).
4. Cogeneratore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, per un maggiore recupero del calore avanzato, nel ramo di ritorno dallo scambiatore di calore (5) alla cella a combustibile (3) è inserita una pompa di ricircolo (PI) a portata variabile, dal fatto che nella condotta di uscita dello scambiatore di calore (5) è inserito un radiatore (RAD) di dissipazione del calore in eccesso, la cui condotta di uscita è collegata all’ingresso di una valvola miscelatrice a controllo elettronico (VM), la cui condotta di uscita è collegata ad un serbatoio esterno (43), mentre la condotta di ritorno da detto serbatoio esterno (43) è collegata all’ingresso di una pompa di ricircolo (P2) a portata costante conducente al circuito secondario di detto scambiatore di calore (5), laddove l’uscita mediana mobile di detta valvola miscelatrice (VM) è collegata con la condotta di ritorno dal detto serbatoio (43) al circuito secondario di detto scambiatore di calore (5). (Figura 7)
5. Cogeneratore secondo una o più delle rivendicazione precedenti, caratterizzato dal fatto che l’uscita della cella a combustibile (3) è collegata, tramite una interposta condotta dell’idrogeno incombusto nella cella a combustibile (3), all’ingresso di un combustore catalitico ad idrogeno (45).
6. Sistema di comando per cogeneratori, in particolare per abitazioni, caratterizzato dal fatto che il software dello stesso è basato su un modello matematico che interpola le caratteristiche elettrochimiche dei vari componenti del cogeneratore e consente, tramite impostazione manuale e/o automatica per autoapprendimento, un inseguimento del profilo temporale dei carichi elettrici dell’ abitazione, e che detti carichi elettrici sono rilevabili tramite un multimetro inserito nella linea conducente dall’inverter del cogeneratore alle utenze elettriche dell’abitazione ed associato al sistema di comando del cogeneratore.
7. Sistema di comando per cogeneratori secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che nel quale la variazione dei settaggi dei singoli componenti del cogeneratore è realizzabile tramite un primo modulo di stima dei punti di lavoro, che consente di impostare nel cogeneratore la potenza elettrica desiderata in un campo tra circa il 40 % e il 100 % della potenza nominale del cogeneratore, ed un secondo modulo di valutazione dei settaggi effettuati.
8. Sistema di comando per cogeneratori secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che nel detto primo modulo sono previste le seguenti uscite di impostazione: uscita 22: portata gas al reformer QGas (N l/ora) uscita 23: portata acqua al reformer QH20 (N l/ora) uscita 24: portata gas riformato uscente QRef (N l/min) uscita 25: portata idrogeno uscente QH2 (N l/min) uscita 26: tensione alla cella a combustibile (V) uscita 27: corrente erogabile alla cella a combustibile (A) uscita 28: portata aria soffiante cella a combustibile (N l/min) uscita 29: potenza elettrica erogabile in AC Pac (W) uscita 30: potenza termica asportabile Pth (W) uscita 3 1 : portata cireolatore cooling della cella a combustibile (1/h), mentre il secondo modulo presenta in ingresso le seguenti entrate: 33: portata gas al reformer QGas (N l/ora) 34: portata acqua al reformer QH20 (N l/ora) 35: portata aria soffiante cella a combustibile (N l/min) 36: portata cireolatore cooling della cella a combustibile (1/h), e in uscita presenta le seguenti uscite: 37 : tensione di controllo alla valvola gas (V) 38: tensione di controllo alla valvola acqua (V) 39: tensione di controllo al soffiante della cella a combustibile (V) 40: tensione di controllo al cireolatore cooling (V) 41: efficienza stimata del sistema ηsys.
9. Sistema di comando per cogeneratori secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto di consentire le seguenti strategie di utilizzo del cogeneratore: - strategia di utilizzo del cogeneratore che massimizza la produzione di energia elettrica per autoconsumo in base ad una impostazione manuale del profilo di carico elettrico sul pannello di comando oppure, per rendere più semplice e più fruibile il sistema, con un auto-apprendimento del menzionato profilo di carico elettrico. - strategia di utilizzo che massimizza la produzione di energia elettrica da immettere sulla rete pubblica, in base ad un profilo orario nel quale potrebbe esserci una maggiore incentivazione, nonché in base al punto di lavoro di massima efficienza del cogeneratore, - strategia di prelevare il calore durante la produzione elettrica per caricare un sistema di accumulo esterno di acqua calda sanitaria, - strategia di funzionamento in modalità “ridotta”, ovvero in una modalità atta a generare una potenza elettrica ridotta che viene immessa nella rete pubblica e reimmettendo il gas idrogeno generato, e non utilizzato nella cella a combustibile, nel bruciatore del reformer del cogeneratore.
10. Sistema di comando per cogeneratori secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzato dal fatto di consentire i seguenti modi di utilizzo del cogeneratore: • Modo 1 (“ECO MANUALE”): l’utente imposta sul pannello di comando il profilo orario desiderato che indica l’andamento del carico elettrico e le proprie esigenze di disponibilità termica, laddove il sistema automatico di comando insegue automaticamente i carichi elettrici programmati ottimizzando così l’efficienza del sistema, • Modo 2 (“ECO AUTO”): il sistema di comando mediante il multimetro sulla linea elettrica e tramite il monitoraggio delle temperature sul bollitore, associato allo scambiatore di calore autoapprende i profili di carico dell’utente, laddove il sistema automatico di comando insegue automaticamente il profilo di carico appreso, ottimizzando così l’efficienza del sistema, • Modo 3 (“MAX COMFORT”): il cogeneratore opera ad un regime di funzionamento a potenza costante, laddove in questa modalità di funzionamento il cogeneratore è in grado di integrare l’andamento dei carichi elettrici, l’energia elettrica prodotta in eccesso viene immessa nella rete pubblica, • Modo 4 (“SCAMBIO SUL POSTO”): Putente imposta sul pannello di comando il profilo orario indicante gli orari più favorevoli per lo scambio sul posto dell' energia elettrica con la rete pubblica, laddove il sistema automatico di comando adatta automaticamente la propria produzione per immettere energia elettrica nella rete pubblica, ottimizzando così l’efficienza di conversione.