Come la progettazione semplificata delle stazioni di rifornimento di idrogeno riduce i costi e sblocca l'efficienza
Le stazioni di rifornimento di idrogeno sono il futuro dell'energia sostenibile: decarbonizzare ogni attività dalla produzione di energia elettrica al trasporto, alla produzione di calore.
Ma se vogliamo che raggiungano il loro pieno potenziale, devono essere ottimizzate: devono essere semplici da implementare, efficienti nel loro funzionamento e facili da gestire.
Non è sempre facile, le stazioni di rifornimento di idrogeno sono dei sistemi complessi; costruirle e curarne la manutenzione comporta per i proprietari il dover prendere una serie di decisioni delicate sulle spese in conto capitale e su quelle operative.
In questo articolo esamineremo i punti critici che spesso limitano le stazioni di rifornimento di idrogeno dal raggiungere il loro pieno potenziale e vedremo come possiamo evitarli.
Quali sono le sfide principali delle stazioni di rifornimento di idrogeno?
Realizzare e gestire con successo una stazione di rifornimento di idrogeno significa bilanciare un grande numero di fattori ingegneristici, operativi e d'acquisto. Fattori che incidono su ogni fase del ciclo di vita della stazione.
Progettazione: gli ingegneri progettisti sono chiamati a rispettare requisiti complessi di certificazione e funzionalità, oltre che a considerare le limitazioni di tempo e spazio. Allo stesso tempo, devono essere al passo dell'evoluzione industriale e della richiesta crescente.
Operazioni: le operazioni potrebbero dover fare i conti con componenti inaffidabili e difficili da riparare. Non sorprende che, spesso, questo porta a costosi tempi di fermo imprevisti quando i componenti subiscono un guasto.
Catena di fornitura e acquisto: molti operatori si trovano ad affrontare una catena di fornitura frammentata e molto difficile da gestire, che può far crescere il costo totale di proprietà della stazione.
Queste difficoltà derivano da un unico fattore: le strutture dei sistemi di tubazioni e strumentazione delle stazioni di rifornimento di idrogeno aumentano le complessità costruttive e di manutenzione. Allo stesso modo, le stazioni di rifornimento di idrogeno sono composte da un grande numero di sottosistemi che comprendono lo stoccaggio dell'idrogeno, i pannelli di controllo del gas, gli erogatori e le sezioni dedicate alla compressione.
Per risolvere queste sfide, i proprietari delle stazioni devono trovare dei modi per ridurre questa complessità. Senza semplificare i sistemi e snellire le operazioni, sarà difficile espandersi in una fase di crescita della domanda di idrogeno.
Ma in che modo i proprietari di stazioni possono iniziare a semplificare i loro sistemi?
Tre modi per ridurre la complessità dei centri di rifornimento di idrogeno
Sono tante le esperienze che abbiamo vissuto con clienti del settore dell'idrogeno, e, in questo processo, abbiamo individuato tre approcci che possono aiutare a rendere le stazioni più semplici e più efficienti.
Ridurre i punti di perdita, i costi, e il numero di componenti con l'attuazione elettrica
Una normale stazione di rifornimento di idrogeno contiene da 15 a 20 valvole nel suo solo sistema di tubatura e strumentazione. E queste valvole sono solo una piccola parte di un lungo elenco di componenti che comprende anche regolatori e soluzioni di controllo dei processi.
Gran parte delle applicazioni delle stazioni sono azionate attraverso l'aria o l'aria compressa; questo significa che richiedono anche una sottostazione, composta da un compressore d'aria, dall'attrezzatura di preparazione dell'aria, e da relativi tubi e tubazioni.
Questo sistema di sicurezza deve essere conforme con tutti i requisiti in materia di sicurezza (come ATEX), e devono anche poter funzionare in modo affidabile in ambienti sia caldi sia freddi.
Un modo per ridurre la complessità del sistema è passare da soluzioni di attuazione pneumatica a quelle con attuazione elettrica che richiedono meno sottostazioni. Questo riduce il numero totale di componenti necessari, che si traduce in meno punti di possibili perdite, una maggiore affidabilità dei componenti, e una progettazione meno complessa del sistema.
Utilizzando una soluzione elettrica si può anche sfruttare il vantaggio offerto dai sistemi BUS, riducendo la complessità dei cablaggi.
Oggigiorno, il partner e la soluzione ideali permettono di raggiungere questo obiettivo più facilmente per passare all'uso di componenti azionati elettricamente.
Integra più componenti in un solo collettore
Ridurre il numero di componenti all'interno della propria stazione non significa solo ridurre il numero di sottostazioni.
Si può semplificare la propria stazione anche impiegando collettori con funzionalità modulare.
Integrando in un collettore funzioni diverse come valvole, regolatori e filtri, sarà possibile ridurre la quantità totale di tubazioni e raccordi.
Ancora una volta questo riduce il numero di punti di perdita e rende questi componenti anche più rapidi da installare e manutenere. Sarà possibile anche ridurre l'ingombro complessivo di quella sezione della stazione.
Questo approccio sta diventando sempre più diffuso tra gli sviluppatori delle stazioni di rifornimento di GNC e nelle applicazioni idrauliche tradizionali.
Scegli soluzioni flessibili e di facile manutenzione
È importante potersi fidare della capacità del proprio sistema di funzionare in modo affidabile per un lungo arco di tempo.
Per poterlo fare, bisogna considerare tre cose:
Hai provato e utilizzato le soluzioni dei componenti attraverso le simulazioni? Il tuo fornitore dovrebbe essere in grado di mostrarti un documento affidabile sui test e sulle simulazioni che replicano le condizioni del mondo reale all'interno della stazione di rifornimento di idrogeno.
Sui tuoi componenti si può effettuare facilmente la manutenzione senza causare un'interruzione importante delle tue linee di processo? I componenti a cartuccia rendono più semplice rimuovere i pezzi della soluzione per effettuare la manutenzione senza rimuovere l'intero corpo dalla tubazione, risparmiando tempo e costi di manutenzione. In questo modo è possibile ridurre anche la probabilità di causare problemi di perdita quando vengono rimontati i componenti.
Puoi monitorare le prestazioni della tua soluzione e individuare i possibili problemi? Le più recenti soluzioni integrate utilizzano sensori e trasmettitori per monitorare la pressione e la temperatura, fornendo un'immagine completa delle prestazioni dei componenti e consentendo di creare dei piani di manutenzione preventiva per poter individuare i problemi prima che si trasformino in guasti che interrompono il funzionamento del sistema.
Il futuro dell'idrogeno? Progettazione semplice ed efficiente delle stazioni di rifornimento
Con l'intensificarsi della richiesta di soluzioni energetiche basate sull'idrogeno, le infrastrutture di supporto come le stazioni di rifornimento devono evolversi rapidamente.
Sarà fondamentale semplificare la progettazione dei sistemi con componenti affidabili, efficienti, e progettati accuratamente per assicurare che questa potente fonte energetica cresca efficacemente e raggiunga il suo pieno potenziale.
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