Innovative Energy Systems (IES) - u.o. Innovative Closed Cycles

ll laboratorio ospita diverse attrezzature, in particolare:

Impianto sperimentale (progetto europeo H2020 PUMP-HEAT), composto da una turbina TURBEC T100 accoppiata ad un modello real-time di ciclo a vapore ottenendo un ciclo combinato cyber-fisico, accoppiato a sua volta con una pompa di calore innovativa ed uno storage termico mediante un circuito idraulico intermedio. Lo scopo riguarda la valutazione delle prestazioni del sistema, concentrandosi in particolare sulla flessibilità dei cicli combinati.
Test rig per la valutazione prestazionale di turbo espansori innovativi tipo Tesla: il banco prova è composto da un set di sensori e controllori di portata che gestiscono l’aria di alimentazione da portare alla turbina non palettata di tipo Tesla. Il motore/generatore elettrico della macchina è controllato da un driver elettronico dedicato. In alternativa, se la Tesla lavora con fluidi incomprimibili, è possibile alimentarla con acqua in un altro banco prova sensorizzato ed a ciclo aperto dove l’acqua dalla rete idrica viene portata da una pompa alla pressione di ingresso turbina desiderata.
Test rig per l’esercizio e la valutazione delle prestazioni di macchine a ciclo inverso innovative – frutto di una collaborazione tra Carrier Corporation e Università degli Studi di Genova. Si tratta di un refrigeratore ove la compressione del fluido è affidata a un compressore dinamico totalmente oil-free. L’obiettivo di tale rig è valutare le prestazioni del refrigeratore e del compressore dinamico in condizioni di progetto e in off-design, con particolare attenzione allo studio delle condizioni di instabilità che potrebbero insorgere nel compressore. Il refrigeratore può essere equipaggiato con diversi tipi di scambiatore di calore lato condensatore ed ha un sistema di iniezione che permette di studiare il comportamento del compressore quando riceve in aspirazione una miscela di gocce di refrigerante liquido e gas.
Test rig dedicato all’emulazione delle celle a combustibile di tipo PEM: esso è composto da un compressore di tipo Tesla che alimenta di aria un saturatore che simula le reazioni chimiche nella cella a combustibile saturando l’aria d’acqua (riscaldata da resistenze), uno scambiatore interno ed infine una turbina Tesla per il recupero di parte dell’energia allo scarico.
Test rig dedicato alle prove in similitudine di eiettori per il ricircolo all’interno delle celle a combustibile di tipo PEM: il rig è dotato di una linea d’aria essiccata per l’alimentazione del flusso primario all’ugello dell’eiettore e di un ricircolo per il flusso secondario, il ricircolo può essere riscaldato da apposite resistenze.
Il laboratorio ospita il materiale e prototipi di ricerca sviluppati in passato da Rolls-Royce Fuel Cell Systems, nell’ambito del programma di ricerca per un’unità di celle a combustibile SOFC pressurizzate da 1MWe. Tale materiale viene attualmente utilizzato per scopi educativi ed illustrativi.
Nel prossimo futuro verrà allestito un impianto ad accumulo termico tramite pompa di calore ad anidride carbonica supercritica. L’impianto avrà anche un ciclo di scarica per utilizzare l’energia termica accumulata come fonte per produrre energia elettrica: considerando ambo i cicli insieme l’impianto costituirà una “batteria di Carnot”.

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