Analisi numerica di un innovativo sistema “Power-to-Gas” per l’accumulo energetico

In questo lavoro si vuole effettuare lo studio di un particolare sistema di accumulo energetico, di tipo "Power-to-Gas" (P2G). Nel Capitolo 1, dopo una breve introduzione sulle fonti rinnovabili, -alle quali si desidera abbinare un sistema di accumulo al fine di far accoppiare domanda e offerta nel mercato dell'energia - segue una trattazione generale sui vari tipi di sistemi di accumulo esistenti. Nel paragrafo finale si introduce il sistema P2G. Nel Capitolo 2 si descrivono i componenti del sistema, dunque essenzialmente il co-elettrolizzatore e il metanatore. Ci si sofferma sugli elementi innovativi di questi sottosistemi, quali l'utilizzo di un co-elettrolizzatore ad alta temperatura (co-SOEC) e di un metanatore composto da 4 step di metanazione -uno step di reattore Sabatier sperimentale, seguito da tre step componenti un reattore Sabatier commerciale (TREMP). Si prosegue descrivendo i modelli di questi componenti, a cui si aggiunge il sottosistema di compressione del gas uscente dal metanatore. Si descrivono infine i parametri prestazionali che saranno utilizzati per valutare sistemi di questo tipo. Nel Capitolo 3 si esegue un'analisi di pressione: si vogliono studiare le prestazioni del sistema nel momento in cui si introduce una pressurizzazione in una determinata zona dell'impianto. Si prendono in esame diversi casi, oltre a quello base descritto nel Capitolo 2. Questi corrispondono ad una pressurizzazione ante co-SOEC a 60 ba, pressurizzazione post reattore Sabatier sperimentale a 60 bar (interrefrigerata a 200°C e a 25°C), pressurizzazione mista, con due sottocasi, cioè ante co-SOEC (30 bar)+ pre TREMP(si arriva a 60 bar) e ante co-SOEC (30 bar)+ post-TREMP (si arriva a 60 bar). Si descrivono i nuovi tipi di layout (come cambia il caso base) e si scrivono i parametri prestazionali per le diverse configurazioni. Nel Capitolo 4 si opera un confronto tra parametri prestazionali delle diverse configurazioni, e si traggono le conclusioni.