ITMI20090907A1 - Gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e metodo impiegante tale gruppo di generazione elettrica. - Google Patents

Gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e metodo impiegante tale gruppo di generazione elettrica. Download PDF

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Description

“Gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e metodo impiegante tale gruppo di generazione elettricaâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione à ̈ relativa ad un gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e ad un metodo di generazione elettrica impiegante tale gruppo di generazione elettrica.
È noto un gruppo di generazione elettrica con un apparato di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile munito di un pannello fotovoltaico ovvero aerogeneratore con backup del tipo a motore diesel. Sono note versioni di tipo trasportabile, tali per cui tale apparato di generazione elettrica può essere trasportato da una persona od un minimo gruppo di persone, e di tipo carrellabile, in quanto ad esso à ̈ applicabile un carrello in modo da poter essere trasportato con semplicità.
Il motore diesel à ̈ notoriamente rumoroso, inquinante, altamente vibrante e non salutare. Inoltre, à ̈ necessario rifornire il motore diesel con gasolio, il ché implica problemi di approvvigionamento. Non solo, ma à ̈ richiesta una complicata elettronica di avviamento per avviare il motore diesel, a meno che non si preferisca l’avviamento manuale, il ché comporta una maggior difficoltà d’uso ed una certa preparazione. Si ricorda inoltre che il back-up di una pannello fotovoltaico ovvero di un aerogeneratore potrebbe essere richiesto anche per pochi istanti di tempo, per cui à ̈ normalmente richiesta una logica di controllo, il ché à ̈ normalmente incompatibile con l’accensione manuale. Ad ogni modo, pur impiegando tale logica di controllo, può capitare che, durante alcune giornate con tempo variabile, siano richieste continue fasi di accensione/spegnimento del motore diesel: ciò comporta usura del motore diesel. Inoltre, si nota che un motore diesel scalda l’ambiente circostante, per cui non à ̈ sempre adatto a tutte le situazioni.
Tuttavia, non à ̈ semplice trovare alternative valide a tale soluzione. È noto un apparato di generazione elettrica comprendente un pannello fotovoltaico ovvero un aerogeneratore munito di back-up del tipo a batteria. Tuttavia, anche tale soluzione non à ̈ priva di inconvenienti, in particolare dovuti ai lunghi tempi carica richiesti dalle batterie, a prescindere da quali tipi di batteria si impieghino, che possono arrivare a richiedere anche tempi comparabili con un giorno intero. È inoltre da ricordare che le batterie sono componenti ad elevato impatto ecologico e quindi, pur riconoscendo la loro utilità, sarebbe preferibile ridurne l’impiego, preferibilmente sottodimensionando la batteria dell’apparato di generazione elettrica.
La presente invenzione si propone di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota, in modo da permettere la realizzazione di un gruppo di generazione elettrica, in particolare di tipo trasportabile/carrellabile di migliori prestazioni.
In accordo con l’invenzione, tale problema à ̈ risolto da un gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile, caratterizzato dal fatto di comprendere un’unità di generazione del tipo fotovoltaica ovvero del tipo di un aerogeneratore ed un gruppo accumulatore primario, del tipo ad elettrolisi/cella a combustibile elettricamente collegabile in cascata a detta unità di generazione primaria.
Un elettrolizzatore, come à ̈ noto, à ̈ un dispositivo in grado di realizzare l’elettrolisi dell’acqua così da produrre ossigeno e idrogeno. Ciò avviene grazie all’immissione di energia, nel caso presente ottenuta grazie all’unità di generazione fotovoltaica.
Un’unità a celle a combustibile comprende almeno una cella a combustibile. Una cella a combustibile à ̈ in grado di realizzare la reazione inversa all’elettrolisi realizzata dall’elettrolizzatore, essendo possibile ottenere acqua da idrogeno ed ossigeno con liberazione di energia, la quale viene restituita, sotto forma di energia elettrica, a valle dell’unità a celle a combustibile. L’unità a celle a combustibile à ̈ quindi in sé un generatore elettrico in grado di generare potenza elettrica dall’idrogeno ottenuto dall’elettrolizzatore. In particolare, l’unità a celle a combustibile à ̈ preferibilmente del tipo a membrana polimerica e del tipo a due elettrodi, un anodo ed un catodo disposti impilati in un elettrolita polimerico. L’anodo à ̈ alimentato da idrogeno, il quale funge da combustibile, mentre il catodo à ̈ alimentato da ossigeno, ad esempio ossigeno contenuto in aria. All’interno di una cella a combustibile, gli atomi di idrogeno vengono scissi in protoni ed elettroni in modo tale per cui i protoni si spostano attraverso l’elettrolita e gli elettroni generano una corrente continua che à ̈ in grado di alimentare il carico elettrico.
In questo modo, impiegando in modo opportuno un elettrolizzatore per l’accumulo di energia mediante lo stoccaggio di idrogeno e generando tale energia per effetto della cella a combustibile, à ̈ possibile ovviare ai suddetti inconvenienti dei gruppi di generazione elettrica in modo da permettere di rinunciare all’impiego dei motori diesel. Infatti, i fenomeni di elettrolisi/cella a combustibile sono silenziosi, non vibranti a basso impatto ambientale, privi di emissioni nocive per la salute. Inoltre, in tal modo, non à ̈ necessario l’impiego dei combustibili fossili, in quanto à ̈ richiesta unicamente acqua per la realizzazione dei fenomeni chimico-fisici alla base della presente invenzione.
Preferibilmente, almeno uno fra l’unità a celle a combustibile e l’elettrolizzatore à ̈ del tipo a membrana polimerica. Si à ̈ infatti sorprendentemente notato che tale tipo di componentistica à ̈ ottimale per la presente applicazione in termini di ingombro e di peso.
Preferibilmente, à ̈ presente un gruppo accumulatore secondario del tipo a batteria elettricamente collegato in parallelo al gruppo accumulatore primario. Si noti che il gruppo accumulatore secondario comprende in questo caso una batteria notevolmente sottodimensionata rispetto ad una batteria secondo la tecnica nota, in quanto detta batteria non à ̈ l’unico componente di accumulo, ma coopera con il gruppo accumulatore primario, e può quindi stoccare minore energia rispetto alla batteria secondo la tecnica nota. Non solo, ma in questo modo si ottiene un comportamento maggiormente fault tolerant, in quanto il guasto di uno dei due gruppi accumulatori viene rimpiazzato, almeno parzialmente, dall’impiego del restante accumulatore.
Preferibilmente, à ̈ previsto un primo convertitore statico “continua/continua†, detto anche di tipo DC/DC, a valle dell’unità di generazione fotovoltaica ed un secondo convertitore statico DC/DC a valle del gruppo accumulatore primario. In questo modo à ̈ possibile sfruttare le possibilità offerte dalla conversione statica dell’energia elettrica, in particolare dalla possibilità di impostare la tensione continua fornita al carico del gruppo di generazione elettrica secondo l’invenzione.
Preferibilmente, à ̈ prevista una cassa in grado di contenere almeno il gruppo accumulatore primario, e preferibilmente anche il gruppo accumulatore secondario od eventualmente in grado di sostenere l’unità di generazione fotovoltaica; tale cassa à ̈ preferibilmente provvista di ruote per il trasporto della cassa con il gruppo di generazione elettrica. Si nota pertanto la trasportabilità del gruppo di generazione elettrica secondo la presente invenzione.
Preferibilmente, Ã ̈ previsto un dispositivo elettronico di gestione potenza per il controllo del flusso di potenza elettrica.
Preferibilmente, il gruppo di generazione elettrica à ̈ controllabile in modo da permettere almeno le seguenti modalità di funzionamento:
- una prima modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica ovvero detto aerogeneratore fornisce ad un carico esterno tutta la potenza elettrica generata;
- una seconda modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica ovvero detto aerogeneratore fornisce a detto carico esterno tutta la potenza elettrica generata e detto primo o detto secondo gruppo accumulatore à ̈ in esercizio per fornire la restante potenza elettrica a detto carico esterno;
- una terza modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica ovvero detto aerogeneratore fornisce direttamente a detto carico esterno tutta la potenza elettrica generata ed in più fornisce potenza ad uno di detti gruppi accumulatori;
- una quarta modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica ovvero detto aerogeneratore non à ̈ operativo ed uno di detti gruppi accumulatori fornisce a detto carico esterno tutta la potenza elettrica richiesta.
Secondo l’invenzione, à ̈ inoltre previsto un metodo di generazione di potenza elettrica a tensione continua impiegante un gruppo di generazione elettrica come sopra, comprendente le seguenti fasi:
- generare potenza elettrica da energia fotovoltaica ovvero da energia eolica;
- realizzare un’elettrolisi grazie a tale potenza elettrica;
- accumulare idrogeno realizzato durante l’elettrolisi ovvero durante il collegamento a rete elettrica;
- generare ulteriore potenza elettrica sulla base di una reazione del tipo a cella a combustibile;
- erogare la potenza elettrica realizzata.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari dalla descrizione di forme realizzative preferite, ma non esclusive, di forme di realizzazione preferite della presente invenzione, illustrate a titolo esemplificativo negli uniti disegni, in cui: - la figura 1 mostra uno schema relativo ad una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 mostra un layout di massima relativo ad una seconda forma di realizzazione della presente invenzione.
Con riferimento iniziale alla figura 1, con 50 à ̈ complessivamente indicato un veicolo dotato di un impianto di telecomunicazione mobile 51, ad esempio del tipo a collegamento radio, ad esempio per uso nella campo della protezione civile per la comunicazione in territori non raggiunti da una rete elettrica geografica nell’eventualità di emergenze. L’impianto di telecomunicazione mobile 51 à ̈ isolato dalla rete elettrica geografica, ed à ̈ alimentato da un gruppo di generazione elettrica 30 secondo la presente invenzione, detto gruppo di generazione elettrica 30 essendo installato a bordo del veicolo 50.
È importante notare che l’impianto di telecomunicazione mobile 51 à ̈ un esempio non limitativo di carico elettrico, ma che potrebbe essere sostituito da un altro tipo di carico.
Il carico 51 à ̈ alimentato con una potenza Pc. Nel caso presente, il carico à ̈ dimensionato per assorbire, durante la propria fase operativa, una potenza Pccompresa entro un range di 300 W - 500 W.
Detto gruppo di generazione elettrica 30 comprende un’unità di generazione fotovoltaica 1 (ma in altre forme di realizzazione potrebbe essere sostituita da un’unità di aerogenerazione quale ad esempio un aerogeneratore, in particolare un aerogeneratore portatile), la quale à ̈ formata da almeno un pannello fotovoltaico.
Il pannello fotovoltaico ha una superficie irraggiabile di 6 m<2>, ma potrebbe anche avere una diversa superficie, sempre comunque compatibile con le dimensioni del veicolo 50. Nella presente forma di realizzazione, il pannello fotovoltaico à ̈ di tipo applicato al veicolo 50. Detto apparato di generazione elettrica 30 comprende un gruppo accumulatore primario 20 del tipo ad elettrolisi/cella a combustibile elettricamente collegato in cascata all’unità di generazione fotovoltaica 1.
Detto gruppo accumulatore primario 20 Ã ̈ in grado di accumulare e restituire energia, in particolare di assorbire potenza elettrica P4e generare potenza elettrica P2.
Fra l’unità di generazione fotovoltaica 1 e il gruppo accumulatore primario 20 à ̈ interposto un primo convertitore 7a, in particolare di tipo statico a tensione continua, il quale à ̈ in grado di imporre una tensione impostata, la quale può essere ad esempio una tensione continua di 12 V o 24 V o 48 V. Inoltre, il primo convertitore 7a ha il compito di stabilizzare la tensione continua.
Il gruppo accumulatore primario 20 comprende i seguenti componenti in cascata:
- un elettrolizzatore 4
- un serbatoio 3 del tipo per idrogeno;
- un’unità a celle a combustibile 2.
L’elettrolizzatore 4 à ̈ del tipo a membrana polimerica. Detto elettrolizzatore 4 à ̈ in grado di assorbire una potenza elettrica P4. Nel caso presente, l’elettrolizzatore 4 à ̈ dimensionato a 530 W, ma in altre forme di realizzazione potrebbe essere dimensionato ad esempio in un range di 300 – 800 W, preferibilmente fra 450 W - 600 W.
Il serbatoio 3 à ̈, nel caso particolare dimensionato per una pressione di 10 bar ma potrebbe anche essere maggiore, in particolare sotto 20 bar (1 bar = 100000 Pa). Il serbatoio 3 ha una capacità interna di 50 litri (1 litro = 1 dm<3>), ma che potrebbe anche essere maggiore, ad esempio compresa fra 50 litri e 150 litri. Nella presente forma di realizzazione il serbatoio 3 à ̈ in alluminio, il ché conferisce vantaggiosa leggerezza.
L’unità a celle a combustibile 2 à ̈ del tipo a membrana polimerica, la quale ha dimostrato avere migliori prestazioni rispetto alle altre celle a combustibile conosciute nella tecnica nota, la quale contempla, fra l’altro, celle ad acido fosforico, celle ad elettrolita alcalino (normalmente impiegate in impianti di potenza superiore ad un kW), celle a carbonati fusi, celle ad ossidi solidi.
L’unità a celle a combustibile 2 genera acqua che opportunamente distillata, viene riportata in retroazione all’elettrolizzatore 4. Vantaggiosamente, in questo modo, non à ̈ necessario l’impiego di scorte di acqua, che à ̈ distillato/deionizzato.
L’unità a celle a combustibile 2 à ̈ in grado di generare potenza elettrica P2. Nel caso presente, l’unità a celle a combustibile 2 à ̈ dimensionata a 500 W, ma ci potrebbero essere varianti secondo cui à ̈ dimensionato a 500 W.
L’unità a celle a combustibile 2 à ̈ in grado di operare a regime fra 60°C e 180°C, il ché à ̈ certamente minore rispetto alle temperature ottenute dal motore diesel. Inoltre, si riscontra un avvio rapido dell’unità a celle a combustibile 2.
A valle dell’unità a celle a combustibile 2 à ̈ presente un secondo convertitore 7b in grado di convertire la tensione a 12 V o 24 V o 48 V compatibilmente con la tensione impostata dal primo convertitore 7a. Inoltre, il secondo convertitore 7b à ̈ in grado di stabilizzare la tensione continua.
Vantaggiosamente, à ̈ previsto un gruppo accumulatore secondario 5 del tipo a batteria; tale accumulatore secondario 5 comprende una batteria di tipo noto che à ̈ collegata in parallelo al gruppo accumulatore primario 20. La batteria nel caso presente à ̈ del tipo dimensionata in modo da essere caricabile a 500 Ah, ma potrebbe essere anche di un’altra taglia in altre forme di realizzazione, ad esempio da 1000 Ah (1 h = 3600 s). Il gruppo accumulatore secondario 5 à ̈ in grado di scambiare potenza P5la quale può essere entrante od uscente nei confronti di detto gruppo accumulatore secondario 5.
È previsto un dispositivo elettronico di gestione potenza 8 per il controllo del flusso di potenza elettrica dall’unità di generazione fotovoltaica 1 al carico 51. Tale dispositivo elettronico di gestione potenza 8 à ̈ del tipo a microprocessore, ad esempio del tipo noto come processore digitale di segnale o comunque un controllore di processo. È prevista una forma di realizzazione alternativa secondo la quale tale dispositivo elettronico di gestione potenza 8 comprende inoltre un dispositivo di radiocomunicazione digitale ad esempio secondo lo standard GPRS, che permette la comunicazione con una centrale fissa dello stato del gruppo di generazione elettrica 30 e l’impostazione di comandi remota da parte di operatori non presenti in loco.
Si noti che il dispositivo elettronico di gestione potenza 8 à ̈ collegato ai seguenti componenti: - i convertitori statici 7a e 7b, di modo da permettere l’impostazione della tensione; - il gruppo accumulatore secondario 5, di modo da controllare lo stato di carica di tale gruppo accumulatore secondario 5 e la potenza P5scambiata da detto gruppo accumulatore secondario 5;
- l’elettrolizzatore 4, di modo da controllare lo stato di detto elettrolizzatore 4, in particolare la quantità di idrogeno stoccata nel serbatoio 3 e la potenza P4assorbita da detto elettrolizzatore 4;
- il carico 51, in modo da permettere una comunicazione fra detto dispositivo elettronico di gestione potenza 8 ed il dispositivo di controllo del carico 51.
Altre forme di realizzazione potrebbero prevedere l’assenza del collegamento del dispositivo elettronico di gestione potenza 8 con il carico 51.
Si noti che i collegamenti, indicati in figura 1 da una linea sottile, fra il dispositivo elettronico di gestione potenza 8 ed i elementi 4, 5, 7a, 7b, 51 precedentemente illustrati sono collegamenti del tipo di controllo, ad esempio mediante una linea di comunicazione digitale o comunque per l’impostazione di comandi o segnali.
Invece, i collegamenti indicati in figura 1 da una linea grossa sono linee elettriche di potenza, le frecce indicando il verso del flusso di potenza per l’alimentazione del carico 51. In particolare si notano:
- una linea elettrica di potenza e1, a valle dell’unità di generazione fotovoltaica 1 ed a monte del primo convertitore statico 7a, detta linea elettrica di potenza e1essendo in grado di supportare la potenza P1;
- una linea elettrica di potenza eC, a valle del primo convertitore statico 7a ed a monte del carico 51, detta linea elettrica di potenza eCessendo in grado di supportare la potenza PCche viene erogata al carico 51;
- una linea elettrica di potenza e4, a valle del primo convertitore statico 7a e in derivazione dalla una linea elettrica di potenza eC; tale linea elettrica di potenza e4à ̈ a monte del primo gruppo accumulatore 20 ed in particolare dell’elettrolizzatore 4, detta linea elettrica di potenza e4essendo in grado di supportare la potenza P4con cui l’elettrolizzatore 4 viene alimentato;
- una linea elettrica di potenza ef, a valle dell’unità a celle a combustibile 2 ed a monte del secondo convertitore statico 7b, detta linea elettrica di potenza efessendo in grado di supportare la potenza P2erogata dall’unità a celle a combustibile 2;
- una linea elettrica di potenza e2, a valle del secondo convertitore statico 7b e collegata alla linea elettrica di potenza eC, di modo da essere in grado di alimentare, almeno parzialmente, il carico 51, fornendo la potenza P2;
- una linea elettrica di potenza e5, interposta fra il secondo gruppo accumulatore 5 e la linea elettrica di potenza eC, di modo da essere in grado di alimentare il carico 51 oppure di caricare detto secondo gruppo accumulatore 5, detta linea elettrica di potenza e5essendo in grado di supportare la potenza P5.
Sulla base del controllo eseguito da parte del dispositivo elettronico di gestione potenza 8, il gruppo di generazione elettrica 30 à ̈ in grado di operare secondo una delle seguenti modalità: - modalità 1: “da unità di generazione fotovoltaica verso carico†: l’unità di generazione fotovoltaica 1 fornisce al carico 51 tutta la potenza elettrica generata P1; il primo ed il secondo gruppo accumulatore 20, 5 non sono in esercizio; ciò accade quando la potenza elettrica P1generata dall’unità di generazione fotovoltaica 1 à ̈ pari alla potenza elettrica PCassorbita dal carico 51;
- modalità 2: “da unità di generazione fotovoltaica più uno dei gruppi accumulatori verso carico†: l’unità di generazione fotovoltaica 1 fornisce tutta la potenza elettrica generata P1, ed in più il primo od il secondo gruppo accumulatore 20, 5 à ̈ in esercizio per fornire la restante potenza elettrica (P4o P5) al carico; ciò accade quando la potenza elettrica P1generata dall’unità di generazione fotovoltaica 1 à ̈ maggiore rispetto alla potenza elettrica PCassorbita dal carico 51;
- modalità 3: “da unità di generazione fotovoltaica ovvero eolica verso carico più uno dei gruppi accumulatori†: l’unità di generazione fotovoltaica 1 fornisce direttamente al carico 51 tutta la potenza elettrica generata P1, ed in più fornisce potenza (P4oppure P5) ad uno dei gruppi accumulatori 20, 5, il quale accumula pertanto energia che potrà essere impiegata in seguito, durante un’ulteriore fase operativa secondo la modalità 2; si opera in modalità 3 quando la potenza elettrica P1generata dall’unità di generazione fotovoltaica 1 à ̈ maggiore della potenza elettrica PCassorbita dal carico 51;
- modalità 4: “da uno dei gruppi accumulatori verso carico†: l’unità di generazione fotovoltaica 1 non fornisce potenza al carico (PC= 0), che quindi à ̈ alimentato da uno dei gruppi accumulatori 20, 5 che fornisce potenza (P2oppure P5); si opera in modalità 4 quando l’unità di generazione fotovoltaica 1 non à ̈ in grado di produrre potenza elettrica P1(ad esempio per avverse condizioni meteorologiche).
Si noti che gli scambi di potenza sono assunti, per semplicità di spiegazione, come ideali, nel senso che non sono prese in considerazione le perdite dei vari componenti, le quali sono tuttavia note al tecnico del ramo.
Si noti inoltre che vi à ̈ una certa versatilità ed una certa fault tolerance, in quanto si possono usare fino a tre generatori di potenza elettrica (unità di generazione fotovoltaica 1, primo gruppo accumulatore 20 e secondo gruppo accumulatore 5) per alimentare il carico 51: pertanto, in caso di guasto di uno di tali generatori di potenza elettrica, à ̈ possibile impiegare gli altri due generatori di potenza elettrica.
È stato notato, sorprendentemente, che un siffatto gruppo di generazione elettrica ha il peso inferiore ai 250 Kg, in particolare: il pannello fotovoltaico ha un peso inferiore a 70 kg, il generatore a celle a combustibile 2 pesa meno di 20 Kg, l’elettrolizzatore 4 pesa meno di 20 Kg, il serbatoio 3 pesa meno di 30 Kg, i convertitori 7a e 7b pesano meno di 5 Kg ciascuno, il gruppo accumulatore secondario 5 pesa meno di 100 Kg, Complessivamente, quindi, il gruppo di generazione elettrica 30 pesa meno di 250 Kg.
Inoltre, si sono notati i seguenti ingombri dei principali componenti del gruppo di generazione elettrica : il generatore a celle a combustibile 2 occupa meno di 100 dm<3>, l’elettrolizzatore 4 occupa meno di 100 dm<3>, i convertitori 7a e 7b occupano meno di 75 dm<3>ciascuno, il gruppo accumulatore secondario 5 occupa meno di 60 dm<3>. Complessivamente, quindi, il gruppo di generazione elettrica 30 occupa meno di un metro cubo.
Tenuto conto dei pesi e degli ingombri sopra descritti, il veicolo 50 à ̈ adeguato all’alimentazione di sistemi di telecomunicazione (TLC) mobile d’emergenza in assenza di collegamento con la rete elettrica e detto veicolo 50 trasportabile ad esempio a rimorchio. Un tale gruppo di generazione elettrica à ̈ in grado di fornire 300 W, ma in altre forme di realizzazione à ̈ possibile anche raggiungere potenze entro un range di 100 W – 1000 W.
La figura 2 mostra una seconda forma di realizzazione secondo la presente invenzione, in cui i numeri di riferimento sono mantenuti uguali ai numeri di riferimento secondo la prima forma di realizzazione. Tale seconda forma di realizzazione non differisce, da un punto di vista elettrico, nei confronti della prima forma di realizzazione, per cui lo schema di figura 1 à ̈ valido anche per la seconda forma di realizzazione. La seconda forma di realizzazione si differenzia dalla prima forma di realizzazione perché la seconda forma di realizzazione prevede un gruppo di generazione elettrica 30 suddiviso fra un carrello 10 e un’unità di generazione fotovoltaica 1 la quale, durante la propria fase operativa, à ̈ sostanzialmente fisicamente separata dal carrello 10 ma à ̈ collegata elettricamente mediante una linea elettrica di potenza e1.
Il carrello comprende una cassa di contenimento 60 che à ̈ in grado di contenere:
- un gruppo accumulatore primario 20 dotato di elettrolizzatore 4, di un serbatoio 3 e di un’unità a celle a combustibile 2
- un gruppo accumulatore secondario 5 del tipo a batteria,
- un armadio elettrico comprendente i convertitori statici 7a, 7b e il dispositivo elettronico di gestione potenza non illustrata.
Il carrello 10 comprende ruote 61 applicate alla cassa di contenimento 60, ad esempio del tipo noto come mini shelter, per permettere il trasporto del carrello 10.
L’unità di generazione fotovoltaica 1 à ̈ del tipo a pannello fotovoltaico pieghevole in particolare di tipo dispiegabile (ma in altre forme di realizzazione può essere un aerogeneratore portatile), in modo da essere sistemabile in poco spazio, quando non impiegato. Tale pannello fotovoltaico à ̈ inoltre sostenuto da una struttura di supporto formata da un supporto verticale 1a il quale à ̈ a sua volta supportato da un piedestallo orizzontale 1b; secondo un’alternativa a tale seconda forma di realizzazione, il supporto verticale à ̈ disposto sulla parte superiore della cassa di contenimento ed à ̈ dotato di un sistema di orientamento spaziale regolato dal dispositivo elettronico di gestione potenza o da un altra unità di controllo. Detta struttura di supporto à ̈ pieghevole in modo da minimizzare lo spazio occupato quando non impiegata. Non solo, ma il carrello 10 prevede mezzi di supporto per detta struttura di supporto e di detto pannello fotovoltaico, in sé noti e pertanto non illustrati, i quali sono in grado di sostenere tale pannello fotovoltaico e tale struttura di supporto quando detto gruppo di generazione elettrica à ̈ non operativo: in questo modo, l’unità di generazione fotovoltaica 1 à ̈ associabile al carrello 10 e con esso trasportabile.
Nella figura 2 non à ̈ illustrato il carico elettrico (che nella precedente forma di realizzazione era indicato con 51), che à ̈ esterno e collegabile elettricamente in modo noto.
È importante notare, infatti, che la presente invenzione si adatta perfettamente sia ad impieghi mirati (quali un sistema di trasmissione radio mobili come secondo la prima forma di realizzazione precedentemente illustrata), sia ad impieghi general purpose, purché tuttavia il carico esterno sia alimentabile in tensione continua alla potenza idonea.
Ulteriori impieghi della presente invenzione sono relativi all’alimentazione elettrica di apparati medicali da campo, sistemi di illuminazione, di segnalazione terrestre e marittima, centraline meteorologiche o per caricabatterie di dispositivi portatili o come sistema di generazione ausiliaria di potenza per imbarcazioni e camper.
Possono essere previste applicazioni per l’elettrificazione temporanea di zone rurali o per edifici in aree isolate.
Possono anche essere previste applicazioni per navi, barche o simili o per i camper, per alimentare i vari dispositivi che sempre maggiormente vengono impiegati in tali mezzi di trasporto.
Quanto esemplificato nei precedenti esempi di realizzazione può essere riportato ad un gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile, comprendente un aerogeneratore portatile ed un gruppo accumulatore primario, del tipo ad elettrolisi/cella a combustibile, elettricamente collegabile in cascata a detto aerogeneratore portatile. Un esempio di tale gruppo di generazione elettrica à ̈ ottenibile dalla figura 1, se l’unità di generazione fotovoltaica à ̈ sostituita da un aerogeneratore.
La figura 1 Ã ̈ inoltre idonea per illustrare il metodo di generazione di potenza elettrica a tensione continua secondo la presente invenzione:
- prima fase: generare potenza elettrica P1da energia fotovoltaica (ovvero eolica in altre forme di realizzazione della presente invenzione);
- seconda fase: realizzare un’elettrolisi grazie alla potenza elettrica realizzata dalla prima fase;
- terza fase: stoccare idrogeno realizzato durante detta seconda fase;
- quarta fase: generare ulteriore potenza elettrica P2sulla base di una reazione del tipo con un’unità a celle a combustibile;
- quinta fase: erogare la potenza elettrica P1e/o l’ulteriore potenza elettrica P2.
Il metodo secondo la presente invenzione prevede anche le seguenti fasi:
- due fasi di regolazione della tensione (che applicano i convertitori statici 7a, 7b);
- fase di accumulo di energia da parte di un accumulatore a batteria;
- fase di erogazione di potenza da parte di detto accumulatore a batteria grazie all’energia accumulata durante la fase di accumulo di energia;
- fase di controllo delle suddette fasi, ad esempio di modo da far operare tale metodo secondo una delle modalità 1, 2, 3, 4 precedentemente illustrate.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di generazione elettrica (30) di tipo trasportabile/carrellabile, caratterizzato dal fatto di comprendere un’unità di generazione fotovoltaica (1) ovvero un aerogeneratore portatile ed un gruppo accumulatore primario (20), del tipo ad elettrolisi/cella a combustibile, elettricamente collegabile in cascata a detta unità di generazione fotovoltaica ovvero a detto aerogeneratore portatile (1).
  2. 2. Gruppo di generazione elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui detto gruppo accumulatore primario (20) comprende un elettrolizzatore (4) in grado di realizzare un’elettrolisi grazie alla potenza elettrica (P1) generata da detta unità di generazione fotovoltaica ovvero da detto aerogeneratore portatile (1) in modo da stoccare l’idrogeno derivante da detta elettrolisi in un serbatoio (3).
  3. 3. Gruppo di generazione elettrica secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto gruppo accumulatore primario (20) comprende almeno un’unità a celle a combustibile (2) in grado di generare potenza elettrica (P2) dall’idrogeno ottenuto da detto elettrolizzatore (4).
  4. 4. Gruppo di generazione elettrica secondo la rivendicazione 3, in cui almeno uno fra detta unità a celle a combustibile (2) e detto elettrolizzatore (4) à ̈ del tipo a membrana polimerica.
  5. 5. Gruppo di generazione elettrica secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un gruppo accumulatore secondario (5) del tipo a batteria elettricamente collegato in parallelo a detto gruppo accumulatore primario (20).
  6. 6. Gruppo di generazione elettrica secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di essere controllabile in modo da permettere almeno le seguenti modalità di funzionamento: - una prima modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica (1) o detto aerogeneratore fornisce ad un carico esterno (51) tutta la potenza elettrica generata (P1); - una seconda modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica (1) ovvero detto aerogeneratore fornisce a detto carico esterno (51) tutta la potenza elettrica generata (P1) e detto gruppo accumulatore primario o secondario (20, 5) à ̈ in esercizio per fornire la restante potenza elettrica (P2, P5) a detto carico esterno (51); - una terza modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica ovvero (1) detto aerogeneratore fornisce direttamente a detto carico esterno (51) tutta la potenza elettrica generata (P1) ed in più fornisce potenza (P4, P5) ad uno di detti gruppi accumulatori (20, 5); - una quarta modalità secondo cui detta unità di generazione fotovoltaica (1) ovvero detto aerogeneratore non fornisce potenza al carico (51), detto gruppo accumulatore primario o secondario (20, 5) fornendo potenza a detto carico (51).
  7. 7. Gruppo di generazione elettrica secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre almeno un primo convertitore statico continua/continua (7a) a valle di detta unità di generazione fotovoltaica (1) o di detto aerogeneratore ed un secondo convertitore statico continua/continua (7b) a valle di detto gruppo accumulatore primario (20).
  8. 8. Gruppo di generazione elettrica secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un dispositivo elettronico di gestione potenza (8) per il controllo del flusso di potenza elettrica.
  9. 9. Gruppo di generazione elettrica secondo una delle rivendicazioni precedenti suddiviso fra un’unità di generazione fotovoltaica (1) ovvero un aerogeneratore ed un carrello (10) comprendente una cassa (60) in grado di contenere almeno detto gruppo accumulatore primario (20), detta cassa (60) essendo provvista di ruote (61) per il trasporto di detto carrello (10).
  10. 10. Metodo di generazione di potenza elettrica a tensione continua impiegante un gruppo di generazione elettrica (30) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente le seguenti fasi: - una prima fase di generare potenza elettrica (P1) da energia fotovoltaica o eolica; - una seconda fase di realizzare un’elettrolisi grazie alla potenza elettrica (P1) prodotta da detta prima fase; - una terza fase di accumulare idrogeno realizzato durante detta seconda fase; - una quarta fase di generare ulteriore potenza elettrica (P2) sulla base di una reazione del tipo con un’unità a celle a combustibile; - una quinta fase di erogazione di detta potenza elettrica (P1) e/o di detta ulteriore potenza elettrica (P2).
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