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Produrre idrogeno dal calore residuo o da fonte rinnovabile
Recupero e valorizzazione del calore residuo: la generazione di idrogeno dal calore residuo o dall'energia solare concentrata
Pietro Bianchi - Leonardo Integration
Sommario
- Il recupero di calore. Descrizione del principio termodinamico
- Scambio termico con variazione di stato
- Economie di scala
- Progettazione
- Applicazioni filiera idrogeno
Il recupero di calore
La decarbonizazione della produzione di energia è un obiettivo da considerare ineludibile.
La disponibilità di energia pro-capite è correlata positivamente con la qualità della vita e la sua durata attesa;
Oltre alla ricerca di nuove fonti o la diffusione di fonti rinnovabili si pone il tema del recupero di fonti di calore a bassa temperatura
Requisiti generali
La disponibilità di fonti a bassa temperatura è molto dispersa occorre quindi una progettazione modulare, di dimensioni ridotte ed adattabile a diverse condizioni operative;
Le diverse fasi termodinamiche devono essere realizzate in un assieme unico e non costituite da più macchine o scambiatori.
Il rendimento non è favorito dalla bassa temperatura ocorre quindi una forma del ciclo che approssimi meglio possibile il ciclo di Carnot
Principio termodinamico
Macchina volumetrica
- Elevato rendimento
- Basse velocità del fluido
Ciclo vicino al ciclo di Carnot
- Compressione adiabatica
- Riscaldamento isotermo
- Espansione adiabatica
- Raffreddamento isocoro
- Raffreddamento isotermo
Scambio termico con variazione di fase
- Ciclo compreso nel diagramma di vapore saturo
- Elevatissimi coefficienti di scambio termico
- dimensioni ridotte
Economie di scala
- Macchina modulare e flessibile
- Componenti comuni ripetuti pe rmultipli
- Componenti ricavabili da semilavorati
Scambio termico con variazione di stato
Dimensioni ridotte:
- Rapporto superficie/volume delle camere molto alto nelle condizioni di alta temperatura;
- Scambio termico in presenza di variazione di fase
- Bassa inerzia termica degli stantuffi, massa ridotta
- Elevato rapporto di compressione.
Applicazioni filiera idrogeno e produzione di idrogeno da fonte rinnovabile.
Produzione di idrogeno da fonte rinnovabile
- Possiamo assumere che ogni forma di calore residuo, sia essa prodotta da processi industriali che da solare a concentrazione abbia le caratteristiche di fonte rinnovabile
- La trasformazione diretta in energia elettrica permette l'alimentazione di un elettrolizzatore e, quindi di idrogeno verde;
- Nel corso della simulazione in corso viene considerato anche il caso di dimensionamento del sistema di stoccaggio dell'energia.
La presentazione prosegue con una breve descrizione del Modelon Impact
La decarbonizazione della produzione di energia è un obiettivo da considerare ineludibile.
La disponibilità di energia pro-capite è correlata positivamente con la qualità della vita e la sua durata attesa;
Oltre alla ricerca di nuove fonti o la diffusione di fonti rinnovabili si pone il tema del recupero di fonti di calore a bassa temperatura
Requisiti generali
La disponibilità di fonti a bassa temperatura è molto dispersa occorre quindi una progettazione modulare, di dimensioni ridotte ed adattabile a diverse condizioni operative;
Le diverse fasi termodinamiche devono essere realizzate in un assieme unico e non costituite da più macchine o scambiatori.
Il rendimento non è favorito dalla bassa temperatura ocorre quindi una forma del ciclo che approssimi meglio possibile il ciclo di Carnot
Principio termodinamico
Macchina volumetrica
- Elevato rendimento
- Basse velocità del fluido
Ciclo vicino al ciclo di Carnot
- Compressione adiabatica
- Riscaldamento isotermo
- Espansione adiabatica
- Raffreddamento isocoro
- Raffreddamento isotermo
Scambio termico con variazione di fase
- Ciclo compreso nel diagramma di vapore saturo
- Elevatissimi coefficienti di scambio termico
- dimensioni ridotte
Economie di scala
- Macchina modulare e flessibile
- Componenti comuni ripetuti pe rmultipli
- Componenti ricavabili da semilavorati
Scambio termico con variazione di stato
Dimensioni ridotte:
- Rapporto superficie/volume delle camere molto alto nelle condizioni di alta temperatura;
- Scambio termico in presenza di variazione di fase
- Bassa inerzia termica degli stantuffi, massa ridotta
- Elevato rapporto di compressione.
Applicazioni filiera idrogeno e produzione di idrogeno da fonte rinnovabile.
Produzione di idrogeno da fonte rinnovabile
- Possiamo assumere che ogni forma di calore residuo, sia essa prodotta da processi industriali che da solare a concentrazione abbia le caratteristiche di fonte rinnovabile
- La trasformazione diretta in energia elettrica permette l'alimentazione di un elettrolizzatore e, quindi di idrogeno verde;
- Nel corso della simulazione in corso viene considerato anche il caso di dimensionamento del sistema di stoccaggio dell'energia.
La presentazione prosegue con una breve descrizione del Modelon Impact
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Fonte: mcTER Idrogeno - Milano giugno 2022 La filiera dell'Idrogeno in Italia: sostenibilità, incentivi, tecnologie
Settori: Ambiente, Caldaie e Generatori industriali, Combustibili, Efficienza energetica industriale, Energia, Energie non rinnovabili, Fotovoltaico, GAS, Idrogeno, Rinnovabili, Solare Termico, Termotecnica industriale
Mercati: Aria e Gas, Finanziamenti e Assicurazioni
