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Sistemi energetici integrati basati su pile a combustibile ad ossidi solidi

Informazioni tesi

  Autore: Dante De Lallo
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi dell'Aquila
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: Roberto  Carapellucci
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 116

La tesi è incentrata sullo studio di sistemi energetici basati sulle pile a combustibile ad ossidi solidi che vanno a sostituire la camera di combustione presente negli impianti turbogas tradizionali, mettendo in evidenza i vantaggi considerevoli che si hanno in termini di riduzione delle emissioni di CO2 e di miglioramento dell'efficienza globale dell'impianto.

La presente tesi si inquadra nell’ambito delle ricerche in argomento ed è orientata verso lo studio di sistemi energetici integrati basati su celle a combustibile ad ossidi solidi. Al fine di valutare le prestazioni delle varie configurazioni impiantistiche proposte, si è reso necessario l’utilizzo del Gatecycle (in breve GC), un potente e flessibile software di progettazione e simulazione di impianti di potenza; grazie alla sua implementazione con Excel, peraltro molto intuitiva, è stato possibile mettere in evidenza i diversi vantaggi che l’utilizzo di celle a combustibile comportano in termini energetici e di emissioni, rispetto ad impianti di potenza tradizionali.

Il lavoro di tesi è articolato in 4 capitoli i cui contenuti sono così sintetizzabili.
Nel Capitolo I viene data una descrizione generale delle celle a combustibile. Sono presentate le varie tipologie di celle a combustibile con i principi fisici fondamentali che stanno alla base del loro funzionamento.
Nel Capitolo II si focalizza l’attenzione sulle SOFC, descrivendone in maniera più dettagliata il funzionamento, le reazioni chimiche che la caratterizzano, i materiali che la costituiscono nonché lo stato dell’arte oggigiorno.
Nel Capitolo III viene analizzata la struttura dell’unità SOFC; in particolare viene effettuato uno studio parametrico della stessa di cui la pila rappresenta il cuore, dopo aver messo in evidenza le correzioni apportate al modulo Excel che ne simula il comportamento.
Nel Capitolo IV vengono infine analizzate diverse configurazioni di impianto, di complessità crescente, che sappiano sfruttare al meglio le potenzialità delle SOFC, mettendone in evidenza le caratteristiche e le prestazioni.

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Introduzione I Introduzione Siamo oramai abituati a sentire, attraverso la voce di autorevoli esperti del settore, preoccupanti resoconti dello stato di salute del nostro pianeta e continui appelli affinché si prenda coscienza di tale realtà e si corra ai ripari prima che sia troppo tardi. Che la realtà descritta da questi scienziati sia davvero così allarmante oppure no non ci è dato saperlo ma basta girarsi un po’ intorno, accendere la televisione, leggere qualche giornale, per rendersi conto che le cose non vanno poi così bene; violenti uragani, tempeste, alluvioni, hanno sconvolto e stanno sconvolgendo diverse zone del nostro pianeta e l’aumento globale della temperatura insieme ad un allargamento sempre maggiore del buco dell’ozono non fanno presagire nulla di buono per il prossimo futuro. Siamo pertanto di fronte ad un’emergenza ambientale più o meno grave e, di questo, per fortuna, ne hanno preso coscienza i paesi industrializzati che con le loro emissioni di gas serra, derivanti in gran parte dalla combustione di fonti energetiche fossili, ne sono i principali responsabili. Basti pensare infatti che, in seguito alle attività industriale, la concentrazione di CO2 nell’atmosfera è passata negli ultimi 150 anni ( in pratica dalla rivoluzione industriale ad oggi ) da 280 ppm a 370 ppm per arrivare, senza interventi specifici, a superare i 700 ppm alla fine di questo secolo (figura1).

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