Alimentazione elettrica affidabile per sistemi di misurazione del vento

I ventometri sono spesso installati in luoghi remoti, come:

• Su potenziali siti di parchi eolici,
  

• in un terreno difficile da raggiungere,
  

• lontano dai collegamenti elettrici pubblici.
  

Non è disponibile alcuna connessione alla rete lì, ma i dispositivi devono comunque essere utilizzati in modo affidabile per lunghi periodi di tempo – a volte fino a 12 mesi. Questo è assolutamente fondamentale, specialmente per misurazioni continue o a lungo termine, poiché serie di misurazioni incomplete o fallimentari compromettono significativamente la valutazione dei dati.

Inoltre, i manometri del vento possono avere consumatori aggiuntivi (ad esempio riscaldamento) in inverno o a temperature estreme, aumentando significativamente la domanda di energia e complicando ulteriormente l'offerta.

• Nessuna opzione di connessione di alimentazione
  Molte stazioni di misura si trovano dove non c'è connessione alla rete elettrica pubblica – questo rende indispensabile una fornitura di energia autosufficiente.
  
  
• Resa solare fluttuante o insufficiente
  L'energia solare dipende solo dal clima. Alle latitudini settentrionali, in inverno o quando è nuvoloso per molto tempo, il fotovoltaico non fornisce sempre abbastanza energia, specialmente quando vengono aggiunti carichi aggiuntivi come il riscaldamento.
  
  
• Le batterie da sole spesso non bastano
  Le batterie offrono spazio di stoccaggio, ma durante periodi più lunghi senza energia solare devono essere ricaricate frequentemente o semplicemente non sono abbastanza grandi per un approvvigionamento autosufficiente a lungo termine.
  
  
• Costi di manutenzione e operativi
  I generatori fossili, le batterie che devono essere sostituite regolarmente o altre soluzioni temporanee richiedono elevate esigenze di manutenzione e personale – che sono costose e richiedono tempo, specialmente in luoghi remoti.
  

Soluzione: Fornitura di energia autosufficiente con celle a combustibile

Una soluzione moderna ed efficace a queste sfide sono gli alimentatori a celle a combustibile – soprattutto come soluzione ibrida combinata con energia solare e accumulo a batterie.

Le celle a combustibile generano energia elettrica direttamente da un combustibile chimico (ad esempio metanolo o idrogeno), con alta efficienza e basse emissioni. Offrono vari vantaggi rispetto alle fonti energetiche tradizionali off-grid.

• Funzionamento indipendente dal meteo
  A differenza dei sistemi puramente fotovoltaici, le celle a combustibile non dipendono dal sole o dal vento.
  
  
• Nessun componente mobile → alta affidabilità
  Meno usura meccanica significa tempi di esercizio più lunghi senza guasti o necessità di manutenzione.
  
  
• Alimentazione continua
  Anche con rese solari molto basse o in condizioni di funzionamento invernale, il sistema fornisce energia in modo affidabile a tutti i componenti.
  
  
• Possibile combinazione con sistemi di accumulo energetico
  Nelle configurazioni ibride, la cella a combustibile prende il controllo dell'alimentazione di base, mentre solare e batteria coprono i picchi di carico a breve termine o immagazzinano energia in eccesso.
  

Scenario di soluzione esemplare: Alimentazione elettrica autosufficiente di una stazione di misurazione del vento
Un esempio pratico di alimentazione autonoma combina diversi approcci:

Componenti

• La cella a combustibile come principale fonte di energia
  

  fornisce potenza continua indipendente dalla resa solare.
  
  

• Moduli fotovoltaici per integrare
  

  Coprire ampie parti del fabbisogno energetico durante il giorno e con bel tempo.
  
  

• Accumulo a batteria
  

  ammortizza le fluttuazioni di carico a breve termine e consente un approvvigionamento di carico di picco efficiente dal punto di vista energetico.
  

Vantaggi di questa soluzione:

Energia 24 ore su 24 per sensori, data logger, comunicazioni e periferiche.
Sforzo di bassa manutenzione rispetto a campagne di misurazione di diversi mesi.
Alta affidabilità operativa anche in condizioni meteorologiche difficili o in luoghi remoti.

Questo esempio illustra come i moderni sistemi ibridi a celle a combustibile possano risolvere in modo elegante e affidabile le sfide dell'alimentazione off-grid nelle tecnologie di misurazione – specialmente quando soluzioni classiche come i generatori diesel o l'energia solare da sole raggiungono i loro limiti.