Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Sfruttare il moto ondoso in connubio con un giroscopio
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Sistemi WECs e sistemi ISWEC
All’inizio degli anni ’70, in Nord Europa (principalmente in Scozia) si sono avviati gli studi sull’estrazione di energia dal moto ondoso. Da tali studi hanno presto avuto origine i sistemi WECs (Wave Energy Converters) a cui hanno fatto seguito alcuni tentativi di commercializzazione. Il problema di questi dispositivi risiede in alcune criticità non trascurabili tra cui:
Parti mobili esposte all’ambiente marino
Presenza di sostanze inquinanti a bordo
Necessità di manutenzione dei componenti immersi
Limitata adattabilità alle diverse condizioni di moto ondoso
Esempi di rilievo della tecnologia WECs sono rappresentati da “Duck”, ideato dal Prof. Stephen Salter all’Università di Edimburgo e presentato nel 1974 e, più recentemente, da: Pelamis, Wave Dragon,
AWS, Aquamarine Oyster.
La tecnologia italiana ISWEC rappresenta una soluzione di estrema ingegnosità che pone rimedio alle criticità poc’anzi esposte e dimostra capacità di rilievo e destrezza dei nostri ricercatori nell’utilizzo degli strumenti forniti dalla fisica. Di seguito curiosità, vantaggi e particolarità di ISWEC.
ISWEC
Sistema galleggiante con ormeggio lasco. Minimo impatto ambientale. Privo di struttura per il fissaggio sul fondale. Funziona sfruttando il principio fisico del giroscopio (trottola) presente al suo interno e quindi senza contatto con il mare, con tutti i vantaggi che ne derivano.
Sistema lavorante a beccheggio grazie alle onde incidenti ed alla composizione delle velocità angolari nel giroscopio (vedi gli articoli correlati, in basso, per conoscere il principio di funzionamento e le caratteristiche di ISWEC).
Il sistema si compone di: generatore di potenza solidale con l’asse longitudinale, motore di spin solidale con il volano, moltiplicatore di velocità interposto tra il giroscopio ed il generatore, cuscinetti assiali e radiali (di piccole dimensioni), sistema di controllo elettronico, inverter di potenza, supercondensatori.
Lo spin del volano è controllato in base a un algoritmo di previsione a lungo termine delle condizioni d’onda.
Il generatore è controllato con un algoritmo di previsione a breve termine della prossima onda incidente.
Vantaggi
Elevata fattibilità (la realizzazione non risulta onerosa né richiede l’impiego di tecnologie rare, complicate, costose).
Elevata scalabilità (semplicità di industrializzazione).
Disponibilità di varie taglie di potenza.
Economicità.
Semplicità di funzionamento e dell’impianto.
Ridotta manutenzione, il dispositivo è contenuto all’interno del galleggiante e non entra mai in contatto con il mare.
Assenza di parti mobili esposte.
Controllo dinamico (algoritmo di previsione dell’onda, adattabilità alle varie condizioni).
La quantità di sostanze a bordo potenzialmente inquinanti è trascurabile.
ISWEC funziona fluidamente, non produce né rumori né vibrazioni e non interferisce con la flora e la fauna marina.
Particolarità
Concepito per il Mediterraneo.
Necessita di opportuno sistema di regolazione per la gestione del volano, necessita di modelli matematici per conoscere le onde che incontrerà e necessita di previsioni meteo per ragioni di sicurezza.
Gli Ingegneri che hanno lavorato al progetto hanno formazione meccanica ed aeronautica e sono esperti in analisi e progetto di sistemi meccanici, meccatronica e meccanica delle vibrazioni.
Specifici sistemi di sicurezza permettono la gestione delle situazioni critiche per il sistema quali ad esempio il verificarsi di condizioni di moto ondoso particolarmente gravose per il sistema meccanico e/o per il generatore elettrico. In simili casi la regolazione viene effettuata modificando i parametri di controllo del generatore e, se necessario, attuando apposite procedure di messa in sicurezza del sistema.
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Link al video di presentazione ufficiale: https://www.youtube.com/watch?v=YXwuRp5-8Xw
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