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Autore: M. Sorrentino, C. Pianese

Collana: CA - 61 - Perugia 2006

Note:
La memoria descrive lo sviluppo di un modello dinamico orientato al controllo di celle a combustibile agli ossidi solidi a struttura planare (Planar Solid Oxide Fuel Cell – PSOFC).
Al fine di identificare un modello semplificato che descriva il comportamento in transitorio di una PSOFC, si è sviluppata una struttura gerarchica di modelli, raggiungendo così un soddisfacente compromesso tra precisione, tempi di calcolo ridotti ed impegno sperimentale sostenibile.
L’ipotesi principale alla base del modello dinamico è di ritenere trascurabili gli effetti dinamici legati all’elettrochimica ed ai processi di riempimento/svuotamento dei volumi. Tale assunto consente di simulare le PSOFC applicando il primo principio della termodinamica ad un volume di controllo che racchiude i canali in cui fluiscono idrogeno ed aria, l’elettrolita solido e gli elettrodi. Per tenere in conto l’influenza della variazione di temperatura sulla tensione di cella, si è fatto ricorso ad un modello mono-dimensionale stazionario (sviluppato precedentemente dagli autori). Seguendo l’approccio gerarchico, tale modello è stato utilizzato per realizzare un sotto-modello black-box, implementato all’interno del modello dinamico per descrivere la dipendenza della tensione dalla temperatura e dalle altre variabili operative (eccesso d’aria e carico in corrente).
Il confronto con i dati di letteratura disponibili ha evidenziato la capacità del modello dinamico di descrivere in modo soddisfacente la tipica sottoelongazione di tensione che segue un aumento del carico richiesto.