Con LabView e CompactRio, Ici caldaie realizza il controllo intelligente di un sistema di micro cogenerazione

Automazione Industriale Award 2013
Ici caldaie ha sviluppato Sidera 30, una soluzione innovativa che permette la produzione  di calore e di energia elettrica utilizzando l'idrogeno come combustibile. Il controllo intelligente del sistema risiede in un controller embedded real-time NI CompactRio il cui software è stato scritto in LabView.

La soluzione

Sidera 30 è un sistema cogenerativo da 30 kW elettrici, che garantisce basse emissioni inquinanti ed è caratterizzato da una sezione di fuel processor, una sezione di produzione di energia elettrica in c.c. composta da quattro pile (stack) di celle a combustibile Pem (Polymer-Electrolyte-Membrane), una sezione di recupero e gestione del calore prodotto e una sezione di gestione e controllo della potenza elettrica (inverter). Il cuore del sistema è costituito dalle celle a combustibile, che lo rendono diverso dai classici cogeneratori azionati da un motore termico (a combustione interna, a microturbina, ecc).
Ici caldaie e Irs, National Instruments Certified Alliance Member, hanno sviluppato il sistema di controllo embedded che gestisce e coordina le diverse sezioni del prodotto. L'hardware di controllo è costituito da un controller embedded real-time NI CompactRio, che garantisce la gestione ottimale e deterministica della variabilità dei carichi delle parti elettriche ed elettrochimiche, l'acquisizione e l'analisi dei segnali in arrivo dai sensori di misura. I canali di misura gestiti sono 11 digital output, 6 digital input, 15 analog input 4-20 mA, 4 analog output e 13 segnali da termocoppia opportunamente condizionati.
Il sistema di controllo deve gestire le interazioni tra le varie sezioni: mentre i tempi di reazione legati alla variabilità del carico elettrico devono essere molto veloci, il fuel processor, che è un reattore catalitico, richiede diversi minuti per adeguarsi; il sistema è in grado di gestire le diverse capacità di reazione bilanciando i carichi termici e attingendo o cedendo energia elettrica con la rete elettrica.
Il software real-time di controllo è interamente scritto in LabView; al software di controllo embedded si accompagna un altro software di supervisione, ugualmente programmato in LabView, in grado di garantire la gestione remota dell'impianto.
Il sistema Sidera 30, che può lavorare in perfetta sinergia con le reti intelligenti, è già installato in diversi siti, tra i quali la Scuola Castelnuovo del Garda, la prima scuola italiana alimentata ad idrogeno.

I vantaggi

L'uso di LabView ha permesso di accorciare i tempi di prototipazione, sviluppo e produzione del sistema, offrendo così interessanti vantaggi in termini di efficienza.  Sidera 30, inoltre, ha emissioni inquinanti minime: esso può utilizzare il gas
naturale dalla rete di distribuzione per ricavare l'idrogeno necessario
per alimentare le celle a combustibili e produrre sia calore sia energia elettrica utilizzando, appunto, l'idrogeno.

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