Implementazione di tecniche real time hardware in the loop applicate ad un impianto solare termico con accumulo stratificato

The distinctiveness of this study lies in the application of the Real Time – Hardware in the Loop technique, already being used in the automotive and aerospace sectors, to the thermotechnic field. During the simulation the tested component is connected with a virtual system which reproduces the real environment where the component typically operates. The Real Time term typically refers to applications for which execution time of the virtual system is equivalent to the evolution time of the physical system. The advantages deriving from the application of the Hardware in the Loop simulations are various: a perfect test repetitiveness, a reduction of the products’ “time to market” and a lower cost of testing. In order to apply this technique to a thermal solar circuit it was necessary to: develop the numerical models which are needed to simulate the virtual system and to implement an application, in LabVIEW language, for controlling the system that connects the virtual system with the real component. Another distinctive trait of this study lies in the development and validation of a 1-D model for the stratified storage tank, named “modello otto nodi”.

L’originalità dello studio svolto risiede nell'applicare la tecnica di simulazione Real Time – Hardware in the Loop, già diffusa nel settore automobilistico e aerospaziale, nel campo termotecnico. Durante la simulazione il componente da testare viene interfacciato con un sistema virtuale che riproduce l’ambiente in cui solitamente il componente opera. In particolare con il termine Real Time ci si riferisce alle applicazioni per le quali il tempo di esecuzione del sistema virtuale corrisponde al tempo di evoluzione del sistema fisico. I vantaggi derivanti dall’applicazione di simulazioni Hardware in the Loop sono molteplici: una perfetta ripetibilità dei test, una riduzione del “time to market” dei prodotti e un minor impegno economico nell'eseguire le prove. Per l’applicazione di tale tecnica ad un circuito solare è stato necessario: lo sviluppo dei modelli numerici utili per simulare il sistema virtuale e l’implementazione di un applicazione, in linguaggio LabVIEW, per il controllo dell’impianto che interfaccia il sistema virtuale con il componente reale. Un altro aspetto originale dello studio è stato lo sviluppo e la validazione di un modello monodimensionale, denominato “modello otto nodi”, che replica le dinamiche termiche all'interno di un accumulo stratificato per acqua calda sanitaria.