Nuovi studi tecnologici rafforzano il caso aziendale dell’energia del moto ondoso
La presa di potenza (Pdp) è sostanzialmente un sistema che trasforma il moto in energia elettrica. Nel caso dell’energia oceanica, questo moto proviene dalle onde dell’oceano mentre attraversano un convertitore di energia da moto ondoso (WEC, Wave Energy Converter) e, successivamente, la Pdp installata all’interno dell’involucro del WEC produce l’elettricità. La mancanza di dati disponibili provenienti dallo sfruttamento dell’oceano ha rappresentato una sfida centrale per l’introduzione di questa tecnologia in un settore emergente. Questo fattore ha di frequente frenato la convinzione degli investitori a proposito dell’affidabilità della tecnologia e della sua lenta introduzione. «Le industrie più affermate, tra cui quelle attive nel settore del petrolio e del gas o dell’eolico in mare aperto possono trarre vantaggio da una vasta quantità di dati di impiego concreti», spiega Matt Dickson, coordinatore del progetto WaveBoost e responsabile tecnico di progetto presso CorPower Ocean, in Svezia. «Ciò permette loro di progettare componenti non affidabili e persino di prevedere quando e come altri componenti del sistema si guasteranno, fornendo informazioni per strategie di manutenzione efficaci. Sebbene possiamo avvalerci di un apprendimento intersettoriale, un nuovo ambito come quello dell’energia oceanica deve iniziare dal principio per svilupparne la comprensione».
Dati prestazionali reali
Il progetto WaveBoost (Advanced Braking Module with Cyclic Energy Recovery System (CERS) for enhanced reliability and performance of Wave Energy Converters) si era prefissato di affrontare questa cruciale sfida di introduzione fornendo dati prestazionali reali, per dimostrare l’affidabilità operativa della tecnologia in condizioni oceaniche difficili. Il gruppo coinvolto nel progetto ha cominciato con l’analisi dei motivi principali di guasto della Pdp e ha posto in cima alla lista la necessità di utilizzare guarnizioni a basso attrito e a tenuta stagna. «L’involucro di un WEC è provvisto di pistoni simili a barre che si muovono in alto e in basso all’interno dell’involucro al passaggio delle onde», osserva Dickson. «Per visualizzarne il movimento, basta pensare al funzionamento delle forcelle di sospensione delle mountain bike; le guarnizioni devono essere ermetiche, ma allo stesso tempo devono permettere il movimento dall’alto verso il basso dei pistoni, altrimenti il dispositivo non è in grado di funzionare». Al fine di raccogliere informazioni per il miglioramento di questo aspetto della tecnologia, i partner del progetto WaveBoost hanno realizzato un impianto di prova su misura e all’avanguardia per dispiegare una serie di versioni in scala dei pistoni simili a barre. Si è proceduto alla sperimentazione di diversi materiali e rivestimenti per acquisire informazioni sulle proprietà di attrito, corrosione e tenuta. «Abbiamo provato i prodotti di fornitori di spicco di guarnizioni e alla fine siamo giunti alla progettazione di guarnizioni del tutto nuove e assolutamente innovative», afferma Dickson. «La guarnizione è ottimizzata per l’attrito e mostra una riduzione del 70 % rispetto ai precedenti dispositivi d’avanguardia ed è in grado di mitigare tutte le perdite». Il sistema di tenuta rappresenta una piccola, ma fondamentale parte di un nuovo sistema di Pdp che incorpora anche un modulo pneumatico rivoluzionario caratterizzato dall’80 % in meno di componenti e da una riduzione del 98 % delle perdite di flusso. Ciò ha contribuito a ridurre la complessità e a migliorare il livello di affidabilità del dispositivo trasportato dall’oceano. Inoltre, la tecnologia a molla ondulata della Pdp ne amplifica il movimento, favorendo il raggiungimento di efficienze energetiche rivoluzionarie fino ad oggi mai viste nel settore. Le prove finali hanno dimostrato che utilizzando le nuove soluzioni di guarnizione, abbinate ad altri progressi nella tecnologia della Pdp compiuti nell’arco del progetto, potrebbe essere possibile ottenere un miglioramento di oltre il 27 % nella produzione annuale di elettricità e una riduzione del 30 % del costo dell’energia del moto ondoso, rendendola una fonte di energia rinnovabile economicamente vantaggiosa ed efficiente.
Impatto a livello di settore
La tecnologia della Pdp scaturita dal progetto WaveBoost è stata concepita per essere installata in una moltitudine di dispositivi WEC. «Le Pdp costituiscono il cuore dei WEC», spiega Dickson. «Quello che abbiamo sviluppato può essere trasferito a una serie di modelli e dimensioni di involucri». Ciò, si augura Dickson, contribuirà all’accelerazione della distribuzione e del successo della tecnologia dell’energia oceanica. «Questo progetto ha costruito il ponte necessario per arrivare allo sviluppo su scala reale», aggiunge Dickson. «Questo ponte doveva rivelarsi abbastanza solido affinché lo potessimo attraversare e, alla fine, abbiamo elaborato un modello di Pdp che ha superato le nostre aspettative». Il completamento ben riuscito del progetto WaveBoost ha sbloccato i piani dell’azienda CorPower per la distribuzione di WEC in scala reale nel primo trimestre del 2021. L’azienda CorPower auspica di lanciare sul mercato prodotti certificati e garantiti entro la fine del 2023. «Abbiamo attestato che l’energia del moto ondoso è una tecnologia redditizia, capace di attirare i principali finanziamenti per progetti incentrati sulle energie rinnovabili», conclude Dickson.
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