Sviluppo di un modello preliminare di DC-link attivo in sistemi ibridi Fuel Cell–Supercondensatore

L'impiego delle celle a combustibile PEM nei sistemi di trazione elettrica presenta criticità legate alla risposta dinamica lenta e all'impossibilità di assorbire potenza durante specifici transitori, come i cicli di cortocircuito necessari alla rigenerazione degli elettrodi. Le soluzioni ibride basate su batterie mostrano limiti in termini di densità di potenza, rapidità di risposta e durata, risultando meno adatte a sostenere eventi rapidi e ripetitivi. In questo lavoro viene sviluppato un modello preliminare di DC-link attivo per sistemi ibridi cella a combustibile - supercondensatore, con l'obiettivo di valutare l'efficacia dei supercondensatori nel supportare la cella durante i transitori più gravosi. Il dimensionamento dell'accumulo e del convertitore DC-DC bidirezionale è stato effettuato a partire dai dati sperimentali relativi al funzionamento dinamico di un catamarano a idrogeno, ricavando i parametri energetici necessari alla definizione del ciclo operativo. Il modello, implementato in ambiente PLECS, integra un convertitore Buck con strategie di controllo dedicate alle fasi di scarica e ricarica del banco di supercondensatori. Le simulazioni mostrano che il sistema è in grado di sostenere integralmente la potenza richiesta durante il cortocircuito della fuel cell, con variazioni di tensione e tempi di ripristino coerenti con le previsioni teoriche. I risultati ottenuti confermano la validità dell'impiego dei supercondensatori come supporto nei sistemi ibridi a fuel cell, evidenziandone rapidità di risposta, elevata densità di potenza e capacità di ridurre lo stress sulla sorgente primaria.