AES_7 2022

Tecnica 89 ENERGIA Automazione e Strumentazione n Ottobre 2022 passivato di ossido di cromo (Cr 2 O 2 ) che a sinistra delle curve garantiscono impermeabilità e resistenza alla corrosione a costi contenuti rispetto all’oro. Strumentazione e misure Misure di portata (vortex, rotametri), temperatura (PT100), conducibilità sono tutte normalmente impiegate nella unità di trattamento acque che pre- cede l’elettrolizzatore, come anche nelle unità suc- cessive di compressione, stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno. Le condizioni di esercizio sono abbastanza standard e non richiedono l’impiego di dispositivi particolari; la sicurezza intrinseca invece è sempre opportuna a causa dell’alta infiammabilità dell’idrogeno. Per le funzioni di sicurezza l’opportuno grado SIL dovrà essere richiesto, in base al fattore di riduzione del rischio desiderato. A questo proposito si tenga presente che l’idrogeno è molto leggero e tende quindi a disperdersi rapidamente in atmosfera; il rischio di esplosione è quindi relativamente modesto mentre il rischio di incendio va attentamente consi- derato. Il problema delle perdite si fa sentire anche nell’am- bito delle valvole. La perdita più critica è quella attra- verso lo stelo, che può provocare la fuoriuscita del gas nell’atmosfera. La grafite che si usa di solito per il packing e le guarnizioni è molto efficace per prevenire le perdite in molte applicazioni ma presenta un pro- blema con l’idrogeno al quale non è impermeabile; la riduzione delle perdite mediante l’impregnazione della grafite con il PTFE, un fluoropolimero sintetico, è utile ma pone problemi in caso di incendio. Le guar- nizioni metalliche, che richiedono una lavorazione più accurata e precisa, possono essere utili quando la temperatura limita l’uso di materiali morbidi (PTFE): la tecnica metallo-metallo consente invece di ottenere una tenuta durevole e ad alta temperatura. Altri accor- gimenti riguardano la prevenzione della rotazione del premistoppa, l’impiego di materiali resistenti alla cor- rosione o protezioni opportune. La misura di conducibilità può essere utilmente impiegata per valutare la purezza dell’acqua in ingresso all’elettrolizzatore, che deve essere elevata (< 0,056 μS/cm) per evitare che le impurità ne degra- dino le prestazioni depositandosi su catodo e/o anodo. In generale, per misurare la purezza dell’idro- geno prodotto può essere opportuno impiegare un gas-cromatografo; alcuni si basano sull’analisi dei risultati di una combustione (ioni e luminosità), altri si basano più semplicemente sulla variazione di resi- stenza elettrica indotta in un ponte di Wheatstone dalla diversa concentrazione del gas, consentendo una accuratezza di misura di un ordine di grandezza superiore e una risposta che non si fa attendere oltre qualche minuto. Controllo e comunicazione Per quanto riguarda il sistema di controllo , l’archi- tettura tipica è quella di tipo multi-PLC / Scada , data la presenza di vari packages funzionalmente indipendenti e forniti separatamente (osmosi inversa, elettrolizzatore, unità di compressione/stoccaggio ecc.), nonché la necessità di supervisione remota anche a grandi distanze geografiche. Risulta quindi opportuno prevedere piattaforme Scada in grado di gestire i diversi tipi di protocollo (Modbus, Profibus, Profinet, Dnp3, IEC60870-5- 104, IEC61850, OPC) resi disponibili dai packagisti e di mettere a disposizione via web intuitive inter- facce anche per utenti diversi dal personale giornal- mente addetto all’esercizio. Lo Scada-server, tipicamente ridondato per motivi di disponibilità, pubblica le pagine grafiche in for- mato Html-5 in modo che possano essere visualiz- zate su ordinarie workstations ma anche su tablets e smartphones dove non deve essere installato alcun software se non un normale browser tra quelli dispo- nibili; ciò consente inoltre di integrare nella mede- sima piattaforma di visualizzazione anche infor- mazioni meteo in tempo reale, utili per valutare le prestazioni dei sistemi rinnovabili come i pannelli fotovoltaici e le pale eoliche. Ormai mandatorie, infine, attraverso protocolli OPC-UA e/o MQTT , le aperture verso il Cloud in vista di possibili servizi di analisi dati utili a monitorag- gio e ottimizzazione delle prestazioni complessive. n Figura 3 - Esempio di sinottico Scada