Hy-ER realizza modelli, metodi e simulazioni per il dimensionamento ottimale delle fonti energetiche
per sistemi a idrogeno mobili

Nei veicoli industriali, ed in generale in tutti i veicoli off-highway, le celle a combustibile rappresentano una soluzione eccezionale sia perché riducono l’impatto ambientale ma anche perché permettono di superare alcune delle limitazioni tipiche dei veicoli alimentati esclusivamente a batteria.
Rispetto ai pacchi batteria infatti, le celle a combustibile offrono tempi di ricarica notevolmente ridotti e un’autonomia prolungata, superandone così uno dei principali limiti.

La capacità di generare energia in modo efficiente e silenzioso rende queste celle particolarmente adatte per ambienti sensibili al rumore o all’inquinamento.
L’adozione delle celle a combustibile nella mobilità industriale rappresenta quindi un passo avanti significativo verso un futuro più pulito, efficiente e sostenibile.

Progetto Hy-ER

Modelli, Metodi e Simulazioni per il dimensionamento ottimale delle fonti energetiche per sistemi a idrogeno mobili.

Hy-ER ha presentato il suo innovativo approccio al dimensionamento delle fonti energetiche per sistemi ad idrogeno. Questo progetto è focalizzato sull’ottimizzazione delle risorse energetiche necessarie per la produzione e l’utilizzo dell’idrogeno, una fonte energetica pulita e sostenibile.

LO SCENARIO

L’ottimizzazione dei SISTEMI AD IDROGENO.

La progettazione di sistemi a celle a combustibile è una sfida complessa. Il problema centrale è il dimensionamento energetico: un errore nei pesi o nei volumi compromette l’efficienza totale. Prova a bilanciare i parametri qui sotto:

Idrogeno

Batteria

Volume

Peso

Autonomia

            Il progetto si concentra sulla creazione di modelli avanzati e simulazioni capaci di trasformare ogni sistema energetico in un’unità ottimizzata e su misura.
        

IL METODO HY-ER

Modelli Avanzati

Integrazione di conoscenze multidisciplinari per superare le complessità ingegneristiche.

Dimensionamento

Calcolo preciso di serbatoi e pacchi batteria per evitare sprechi di costi ed efficienza.

Personalizzazione

Soluzioni su misura basate sui requisiti specifici di ogni applicazione industriale.

Settori

Mobilità sostenibile, logistica pesante e stoccaggio energetico industriale.

02 // ROADMAP DI PROGETTO

Piano di Attività

Interpretazione dati dei consumi energetici

I primi step nel dimensionamento di sistemi alimentati ad idrogeno sono la raccolta e l’interpretazione dei requisiti tecnici, operativi e funzionali dell’applicazione e del contesto in cui questi sono inseriti.

Modelli e Strumenti per la caratterizzazione elettrica

I dati vengono processati attraverso l’utilizzo di modelli e tools per descrivere le prestazioni energetiche richieste dal sistema. Si ottiene quindi la descrizione del ciclo di carico elettrico dell’applicazione, anche in diverse condizioni di lavoro..

Modelli virtuali per la caratterizzazione Fuel Cells

L’obiettivo è sviluppare modelli virtuali per la caratterizzazione delle celle a combustibile. Questi modelli consentiranno di analizzare e ottimizzare le prestazioni delle celle a combustibile senza la necessità di eseguire test fisici, riducendo così tempi e costi di sviluppo.

Banco Prova di collaudo per simulazione e test

Il sistema dimensionato che si ottiene viene infine testato in un laboratorio dedicato. Questo permette sia di testare i cicli di servizio dei veicoli su delle Fuel Cell reali, sia di testare singolarmente i vari componenti che le compongono.

Orchestratore di sistema & Esecuzione Test

Definizione di regole e modalità di coordinamento tra i vari componenti software e hardware. Verifiche approfondite per assicurare che l’orchestratore e i componenti del sistema funzionino correttamente.

Il fulcro dell’Iniziativa

Gli Obiettivi del Progetto

Processi e Metodologia per l’integrazione

Attraverso l’implementazione di modelli virtuali per la caratterizzazione, elettrica e Fuel Cell, le aziende produttrici (OEM) possono beneficiare di un servizio agevole ed efficiente per incorporare la tecnologia nei propri prodotti.

Laboratorio di Test per la sperimentazione a banco

Grazie agli investimenti in attrezzature, infrastrutture e componenti, sarà possibile creare un ambiente dedicato alla prova a banco di sistemi e componentistica.
Le aziende produttrici di componenti avranno l’opportunità di utilizzare uno spazio dedicato per testare e convalidare i loro componenti.

Formazione trasversale sul tema dell’idrogeno

Attraverso l’integrazione di competenze nel progetto e l’accumulo di esperienza, si svilupperà un centro di competenza fondamentale per la formazione specializzata nei settori dell’idrogeno e dell’energia sostenibile.

Timeline

Analisi dei dati e dei processi di sviluppo del progetto.
Qui sotto, la realizzazione di una grafica in sequenza cronologica che determina i vari step del processo Hy-ER.

COMPETENZE DEL PROGETTO

I Partner di progetto

DIGITAL AUTOMATION LAB

Laboratorio di Ricerca e di Automazione

Studio e analisi di soluzioni tecnologiche per la manifattura avanzata e additiva, progettazione e prototipazione anche virtuale per l’Industria 4.0.

Ruolo nel Progetto

Il laboratorio avrà il ruolo di capofila di progetto. Avrà il compito di coordinare il lato tecnico-scientifico del progetto ed occuparsi della realizzazione del software per il dimensionamento delle Fuel Cell, integrando i modelli digitali sviluppati dagli altri laboratori partner e i dati provenienti da banco prova dimostrativo.

Grazie alle competenze dei tecnici interni, si occuperà dell’integrazione del banco di prova dimostrativo e dello svolgimento di prove sperimentali sui risultati dello sviluppo, al fine di validarne l’efficacia e la qualità

H2.MO.RE UNIMORE

Centro interdipartimentale Unimore

Laboratorio dedicato alla promozione e al coordinamento di studi e ricerche interdisciplinari nel settore dell’idrogeno.

Ruolo nel Progetto

Il Centro H2More ha sviluppato competenze vaste e interdisciplinari nell’ambito delle Fuel Cell a membrana a scambio protonico che lavorano a basse temperature (PEM), grazie alla partecipazione in progetti europei e contratti di ricerca da parte del personale partecipante.
Le competenze acquisite riguardano infatti la loro struttura; i diversi sistemi che la compongono; il loro principio di funzionamento; i limiti e le necessità operative che le caratterizzano.
Sulla base di tali competenze, il Centro si occuperà di costruire e testare algoritmi e modelli digitali che possano permettere di ottimizzare la potenza disponibile sia delle Fuel Cells che delle batterie

CNR STEMS di Ferrara

Istituto di Scienze e Tecnologie per L’Energia e la Mobilità Sostenibili

Punto di riferimento nazionale per l’innovazione tecnologica applicata alle macchine operatrici e ai veicoli off-road

Ruolo nel Progetto

STEMS sviluppa, in collaborazione con le principali aziende del settore e nell’ambito di progetti finanziati, tecniche di simulazione e modelli a parametri concentrati per il progresso tecnologico delle macchine operatrici mobili e della relativa componentistica.

Il laboratorio si occuperà dello studio e della sintesi delle possibili architetture di un generico veicolo industriale, definendone le categorie di sottosistemi che lo caratterizzano. A tale scopo, saranno realizzati modelli virtuali per i diversi componenti della macchina. Si integreranno, inoltre, le attuazioni con i modelli di generazione della potenza, implementando il modello virtuale in ambiente operativo. Infine, il modello verrà validato sulla base dei dati raccolti

Le aziende protagoniste del progetto

Le Imprese coinvolte

ResoH+

Start-up innovativa con sede a Modena, focalizzata sullo sviluppo di tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili, in particolare attraverso celle a idrogeno ad alta efficienza.

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