Sviluppo di un sistema di emulazione per una microrete di produzione e accumulo dell'idrogeno

Le microreti si propongono come una possibile soluzione al problema dell'integrazione delle fonti rinnovabili nel mix di produzione energetico totale. Permettono infatti di sfruttare la generazione distribuita e di ottimizzare l'energia proveniente da fonte rinnovabile utilizzata dai carichi, tramite l'impiego di sistemi di controllo e sistemi di accumulo dell'energia. In particolare, come sistema di accumulo elettrico vengono utilizzate tipicamente batterie che in casi particolari possono essere affiancate da elettrolizzatori; questa possibilità porterebbe alla combinazione di generazione distribuita e produzione di idrogeno verde. Se stoccato sul posto, l'idrogeno può essere utilizzato da una fuel cell ed alimentare a sua volta i carichi quando necessario. Per analizzare il comportamento di una rete di questo tipo, si possono realizzare dei particolari sistemi elettronici che ne riproducano il comportamento. Il funzionamento di ogni componente della microrete viene descritto da un modello matematico che viene tradotto in linguaggio di programmazione, in modo da poter eseguito da un apposito hardware ed i dati elaborati vengono trasmessi tra gli hardware tramite una rete di comunicazione. Nel modello di emulazione proposto, l'hardware utilizzato come unità di emulazione è Raspberry Pi e la rete di comunicazione per lo scambio di dati è una rete LAN. Per la programmazione degli hardware viene utilizzato Simulink, dotato di una apposita estensione che permette di programmare direttamente Raspberry Pi. La struttura da realizzare con i componenti elettronici reali viene virtualizzata tramite l'utilizzo di macchine virtuali per analizzarne il funzionamento lato software, sia dal punto di vista della programmazione delle unità di emulazione che delle impostazioni relative alla rete LAN. Da questa analisi, vengono evidenziati gli aspetti salienti a cui prestare attenzione in fase di realizzazione fisica del sistema di emulazione.