Nelle fuel cell l’idrogeno (o altri combustibili quali metano, etanolo, metanolo ecc.) viene combinato con l’ossigeno presente nell’aria in una reazione chimica controllata che produce elettricità. Le fuel cell (o celle a combustibile) sono quindi celle elettrochimiche al pari delle batterie, ma mentre nelle comuni “pile” acquistabili al supermercato i reagenti sono impacchettati all’interno, e la pila ha perciò una carica limitata destinata a esaurirsi con l’uso, nelle celle a combustibile i reagenti vengono forniti dall’esterno, al ritmo voluto e in base alle necessità, senza limii se non quello della disponibilità di combustibile.
Le fuel cell sono utilizzate da decenni come gruppi elettrogeni a bordo dei sommergibili, e da ancora prima a bordo di satelliti artificiali e navette spaziali. Oggi sono considerate la soluzione principe per alimentare il futuro trasporto pesante, sia terrestre che navale. Inoltre si prevede che assumeranno un ruolo sempre più rilevante nei servizi volti a stabilizzare e bilanciare la rete elettrica e in altre applicazioni quali l’alimentazione di colonnine di ricarica per veicoli elettrici.
Nei sistemi a fuel cell, l’elettronica di potenza è presente e svolge l’essenziale compito di regolatore della tensione in uscita.
La fuel cell, infatti, al contrario delle batterie elettrochimiche, è per natura assai lenta nel reagire alle variazioni imposte dalle condizioni di funzionamento (per esempio l’accensione di un nuovo dispositivo che aumenta la richiesta di energia), perciò la sua tensione di uscita avrebbe escursioni così ampie da essere incompatibili con le attuali normative e con l’alimentazione delle moderne apparecchiature, che su queste normative sono progettate.
Pertanto un moderno stadio di stabilizzazione della tensione, inserito nella catena di controllo del generatore fuel cell, è indispensabile.
Esempi di dispositivi associati all’elettronica di potenza legata alle fuel cell.
Elettronica di potenza a controllo digitale per gestione di Fuel Cell, potenza 50kW, ottimizzato per uso mobile terrestre.
Raffreddato a liquido, è equipaggiato di accessori per la massima integrazione con il sistema Fuel Cell (inverter motore compressore, resistori di scarica, etc.) e particolarmente compatto (30 litri di volume per 50kW di potenza).
Elettronica di potenza a controllo digitale per gestione di Fuel Cell, potenza 65kW, per uso navale.
Raffreddato a liquido, è ottimizzato per la riduzione del rumore elettrico ed acustico e per la connessione al sistema di automazione powertrain elettrico nave
