Nuvera/Danfoss

Celle che trasportano nel futuro

IN PROVINCIA DI BERGAMO PARTE IL TESTING AUTOMATIZZATO PER MOTORI ALIMENTATI MEDIANTE FUEL CELLS IN APPLICAZIONE SUI CARRELLI ELEVATORI. UNA COLLABORAZIONE TECNOLOGICA PREZIOSA TRA LA MULTINAZIONALE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE E UNO DEI PROTAGONISTI GLOBALI DELLA CONVERSIONE ELETTRICA DI POTENZA

Il ruolo dei trasporti nella transizione ecologica sarà fondamentale. Ma se l’imperativo è senza dubbio decarbonizzare la mobilità nei prossimi decenni, gli esperti si dividono sulle strategie da adottare. Le Fuel Cells sono oggi, insieme all’idrogeno, una delle più valide soluzioni sul tavolo.

Furgoni, autobus, camion e grandi muletti per la movimentazione delle merci saranno i primi mezzi a dover essere completamente elettrificati. Ma per uno sviluppo di successo, ci vorranno solide infrastrutture e know-how ingegneristico nel settore, per produrre inverter, convertitori e tutto ciò che rientra nell’elettronica di potenza. Ed è qui che

Danfoss, multinazionale fondata nel 1933 con sede a Nordborg (Danimarca), sta mettendo la sua esperienza al servizio della Transizione ecologica. È quel che è accaduto a Osio Sopra, in provincia di Bergamo, dove Danfoss ha sviluppato una partnership con Nuvera Fuel Cell, multinazionale che opera nel settore delle celle a combustibile che lì ha i suoi laboratori. Partendo da una decennale esperienza nella produzione di carrelli elevatori industriali elettrici, Nuvera si sta oggi concentrando sulla transizione da elettrico a idrogeno, prevalentemente sul mercato nordamericano, per poi espandersi anche al mercato europeo. Ed è qui che la collaborazione con Danfoss ha il suo core business, con tutte quelle applicazioni motive che vanno dall’offroad, con grossi muletti da porto per movimentazione di container, all’onroad, con mezzi pesanti per il trasporto come autobus e camion. “Siamo partiti da taglie dell’ordine dei

500 kW, ma stiamo via via acquisendo progetti da 10, o anche 20 MW, - spiega Dario Rudellin, Business Developer per la divisione Energy della compagnia - L’idea è di sfruttare la tecnologia con modularità, e aggiungere potenza fino ad arrivare anche a 100 o 200 MW in futuro”. Nel laboratorio, che sorge, sempre a Osio Sopra, all’interno degli stabilimenti Siad, uno dei più importanti gruppi chimici italiani, Nuvera e Danfoss hanno sviluppato in soli tre anni una nuova area automatizzata per i test di affidabilità dei motori Fuel Cells. Ma le celle a combustibile non sono da considerare come dei veri e propri motori: la generazione di potenza è di origine elettrochimica e non vi sono componenti in movimento. Che significa in concreto? “Abbiamo configurato questa nuova area come un modulo che funga da generatore di energia elettrica a partire dall’energia chimica generata dall’idrogeno - risponde Paolo Zucchi, Engineering Manager di Nuvera - Abbiamo lavorato con Danfoss su tutta la parte di elettronica di potenza che fosse in grado di trasferire l’energia elettrica prodotta dalle Fuel Cells alla rete nazionale”. All’ETM, Engine Test Module, si testeranno motori con taglie dai 45 ai 60 kW con un valido aiuto allo sviluppo e produzione di heavy duty engines per applicazioni veicolari. “L’idrogeno si sta ponendo come il nuovo diesel – osserva ancora Zucchi – e quindi veicoli a Fuel Cells permetteranno di ridurre le emissioni dei trasporti che attualmente rappresentano circa il 25% di quelle totali”. La sfida più difficile per il successo del laboratorio era la necessità di testare fino a otto motori in maniera indipendente in uno spazio particolarmente ristretto in cui alloggiare tutti i componenti, le strutture e l’elettronica di potenza necessaria per il testing. E poi l’affidabilità dell’infrastruttura stessa, che doveva essere realizzata in poco tempo da zero, per poi lavorare 24/7 con altissime prestazioni. Ed è qui che le soluzioni targate Danfoss si sono dimostrate vincenti. “La fornitura di quadri di elettronica di potenza plug & play ha permesso di contenere i volumi, così come di ridurre i tempi di installazio-

ne e avviamento – sottolinea Zucchi –. La scelta degli inverter della serie Vacon ha poi garantito l’affidabilità necessaria alle nostre prove”. L’esigenza durante la progettazione, costruzione e messa in marcia di sistemi di questo tipo è quella di dover stabilizzare la tensione generata dalle Fuel Cells testate, che varia in funzione del profilo di carico richiesto e alla corrente generata. “Gli inverter Danfoss, così come il loro personale tecnico, sono stati fondamentali nella realizzazione di tutto ciò, perché ci hanno permesso di ottimizzare l’architettura elettrica del progetto”, rileva Fabio Nassi, ingegnere elettrico di Nuvera. “Il sistema è altamente flessibile e si basa sulla piattaforma Vacon NXP, con ogni singola cella collegata a un convertitore DC/DC che permette al sistema di fornire una tensione costante a 670 Volt, indipendentemente da quella di uscita delle Fuel Cells - precisa Dario Rudellin - Un secondo modulo, il Vacon grid converter, mette a disposizione l’energia prodotta alla rete nazionale secondo il codice di rete italiano CEI 0-16”. Ogni stazione di test è indipendente dalle altre e la flessibilità delle apparecchiature installate da Danfoss permettono di testare generatori di Nuvera oggi in produzione, così come altre Fuel Cells della stessa classe di potenza che in futuro la casa statunitense svilupperà. Non solo. Il progetto è caratterizzato anche da una forte attenzione alla sostenibilità energetica. “Insieme agli ingegneri Danfoss Drives Italia – aggiunge Nassi – abbiamo messo a punto una soluzione che garantisse contemporaneamente la massima flessibilità nella definizione dei cicli di prova a cui vengono sottoposti i nostri moduli generatori e il completo recupero in rete dell’energia”. L’impianto ETM, nato dalla stretta collaborazione tra Danfoss e Nuvera, è unico nel settore e offrirà un golden standard per l’implementazione di soluzioni a Fuel Cells in applicazioni commerciali reali.

Idea europea insediata in Italia

Nuvera Fuel Cells, LLC è un produttore di motori per impieghi gravosi a emissioni zero in applicazioni di mobilità. Nuvera annovera uffici e stabilimenti situati negli Stati Uniti, in Europa e in Asia. In qualità di filiale di Hyster-Yale Group, produttore globale di carrelli elevatori e componenti aftermarket, Nuvera occupa un posto unico nel settore delle celle a combustibile, con una presenza mondiale e con le capacità di un affermato OEM di veicoli. Una tecnologia stack proprietaria è al centro dei motori Nuvera Fuel Cells, specializzata sullo sviluppo di sistemi di celle a combustibile PEM da lunga data. I team di ingegneri di Nuvera portano una vasta esperienza sia nella progettazione di pile a combustibile che nello sviluppo di propulsori ibridi a celle a combustibile. Le precedenti società da cui deriva offrono oltre 90 anni di esperienza nello sviluppo di tecnologie elettrochimiche innovative su cui Nuvera ha costruito per fornire prodotti commerciali competitivi. Nuvera Fuel Cells Europe è una divisione di Hyster-Yale Italia, con uffici di ingegneria a San Donato Milanese e un laboratorio all’interno dello stabilimento Siad di Osio Sopra (Bg).