Tesi etd-11082020-151707 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GJERGJI, KLESTI
URN
etd-11082020-151707
Titolo
Celle a combustibile per la propulsione sostenibile navale: confronto tra due soluzioni impiantistiche
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Relatori
relatore Prof. Desideri, Umberto
Parole chiave
- battery
- celle a combustibile
- fuel cell
- hydrogen
- idrogeno
- mcfc
- pemfc
- ship hybrid propulsion
- zero emissions
Data inizio appello
26/11/2020
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
26/11/2090
Riassunto
L’utilizzo delle celle a combustibile per la propulsione navale possono ridurre le emissioni atmosferiche nocive prodotte dal traposto marittimo.
Il combustibile più adatto per tutte le tipologie di FC è l’idrogeno, ma il suo impiego diretto presenta alcune complicazioni, tra le quali la mancanza di un’infrastruttura e l’elevato costo per renderlo utilizzabile.
Una valida alternativa è il gas naturale liquefatto privo di zolfo: la sua infrastruttura in espansione e il progredito stato di sviluppo dei sistemi FC, infatti, possono facilitarne l’impiego nelle navi.
Questo lavoro ha lo scopo di analizzare un innovativo sistema di propulsione elettrico, mediante l’utilizzo di un’architettura ibrida costituita da FC abbinate ad un gruppo batteria.
Vengono proposte due soluzioni impiantistiche.
Nella prima soluzione viene adottata una FC a bassa temperatura, alimentata da idrogeno puro, accoppiata all’uso di batterie per accumulare parte dell’energia suppletiva prodotta.
Lo studio suppone l’utilizzo di un’imbarcazione che percorre vie navigabili interne o servizi costieri e la costruzione di eventuali stazioni di ricarica per le batterie e rifornimento di idrogeno.
Nella seconda viene utilizzata una FC ad alta temperatura, alimentata a gas naturale, in un ciclo combinato e ORC (Organic Renkine Cycle). Quest’ultimo permette il recupero e la trasformazione dell’energia termica contenuta nei prodotti in uscita dalla FC, con un aumento del rendimento globale del sistema.
Il combustibile più adatto per tutte le tipologie di FC è l’idrogeno, ma il suo impiego diretto presenta alcune complicazioni, tra le quali la mancanza di un’infrastruttura e l’elevato costo per renderlo utilizzabile.
Una valida alternativa è il gas naturale liquefatto privo di zolfo: la sua infrastruttura in espansione e il progredito stato di sviluppo dei sistemi FC, infatti, possono facilitarne l’impiego nelle navi.
Questo lavoro ha lo scopo di analizzare un innovativo sistema di propulsione elettrico, mediante l’utilizzo di un’architettura ibrida costituita da FC abbinate ad un gruppo batteria.
Vengono proposte due soluzioni impiantistiche.
Nella prima soluzione viene adottata una FC a bassa temperatura, alimentata da idrogeno puro, accoppiata all’uso di batterie per accumulare parte dell’energia suppletiva prodotta.
Lo studio suppone l’utilizzo di un’imbarcazione che percorre vie navigabili interne o servizi costieri e la costruzione di eventuali stazioni di ricarica per le batterie e rifornimento di idrogeno.
Nella seconda viene utilizzata una FC ad alta temperatura, alimentata a gas naturale, in un ciclo combinato e ORC (Organic Renkine Cycle). Quest’ultimo permette il recupero e la trasformazione dell’energia termica contenuta nei prodotti in uscita dalla FC, con un aumento del rendimento globale del sistema.
File
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