Formare la prossima generazione di progettisti di turbine eoliche
L’energia eolica è in rapida crescita. Questa fonte di energia verde promette di alleviare molti dei problemi associati alla combustione dei combustibili fossili, anche se deve affrontare sfide significative. Una di queste sfide riguarda la futura stabilità del sistema elettrico. Con l’espansione delle reti energetiche eoliche, la complessità aumenta e sono necessarie tecnologie di modellazione e controllo più sofisticate per rendere il sistema resiliente nel suo complesso, soprattutto con l’avanzare della tecnologia di generazione eolica e il cambiamento delle normative. Tuttavia, l’industria non dispone ancora dei ricercatori di alto livello necessari per risolvere questi problemi. Il progetto WinGrid, finanziato dall’UE e intrapreso con il sostegno del programma azioni Marie Skłodowska-Curie, intendeva rafforzare i nostri futuri sistemi di energia eolica attraverso la formazione rigorosa di ricercatori del settore. Il progetto ha coinvolto accademici, industriali e consulenti di tutta Europa per la formazione di ricercatori nella fase iniziale della loro carriera (ESR) nell’hardware e nel software che costituiscono il cuore dell’industria eolica. Inoltre, ha insegnato loro le sfide specifiche del settore, sia attuali che previste, e ha introdotto elementi di supervisione per aiutare a gestire la transizione verso questa fonte di energia. «I sistemi energetici stanno rapidamente passando dall’essere dominati dai combustibili fossili, dal nucleare e dall’idroelettrico all’incorporare le fonti verdi ma intermittenti dell’energia eolica e solare. Questo cambiamento richiede un’evoluzione altrettanto rapida nel funzionamento e nel controllo di questi sistemi dominati dalle rinnovabili», spiega Xiaowei Zhao, professore di ingegneria del controllo all’Università di Warwick e coordinatore del progetto WinGrid.
Garantire che l’eolico possa sostenere i sistemi energetici del futuro
Il progetto ha studiato la capacità delle turbine eoliche di fornire servizi di sistema veloci su scala in un sistema elettrico. «È stato importante per i giovani ricercatori comprendere non solo gli aspetti operativi e di pianificazione dei moderni sistemi energetici, ma anche le ragioni alla base dei diversi approcci adottati dai vari paesi», aggiunge. Il team di WinGrid ha tenuto seminari per gli operatori di sistema all’interno e fuori dall’Europa. Hanno inoltre invitato a seminari i produttori di turbine eoliche, i proprietari di parchi eolici, le società di consulenza e le organizzazioni per l’innovazione, per aiutarli a comprendere tutte le prospettive del settore. «Il progetto è riuscito a creare collaborazioni preziose con i principali partner industriali», osserva Zhao.
Formazione degli ESR e diffusione di nuove conoscenze
Il progetto ha formato con successo i propri ricercatori, che hanno svolto ampie attività di divulgazione e valorizzazione disponibile online e hanno generato un elevato numero di pubblicazioni. Le sessioni di formazione sono state registrate e condivise sul canale YouTube del progetto, che conta oltre 200 iscritti e ha registrato quasi 10 000 visualizzazioni da oltre 100 paesi.
Identificare e migliorare i fondamenti dell’energia eolica
Tra gli altri risultati, il progetto ha portato a termine con successo quanto segue: identificazione di alcune delle cause principali delle interazioni dinamiche all’interno e tra i parchi eolici; sviluppo di una strategia di controllo ottimale basata sull’intelligenza artificiale per la massimizzazione della potenza; elaborazione di soluzioni tecniche per massimizzare il potenziale delle turbine eoliche, nonché di metodi avanzati di modellazione e controllo per i sincroconvertitori. Sono stati creati nuovi metodi di controllo per migliorare la risposta in frequenza, mentre nuovi progetti di turbine eoliche, come quelle idrostatiche, hanno dimostrato un grande potenziale. Il progetto ha trovato il modo di far funzionare gli impianti eolici in modo più efficiente e stabile. Sono stati eseguiti diversi test in laboratori in Danimarca, Germania, Israele, Italia e Regno Unito. «Dimostrando la capacità delle turbine eoliche di fornire in modo affidabile servizi di sistema che vanno oltre la semplice produzione di energia, abbiamo contribuito a spianare la strada per una transizione graduale verso sistemi dominati dall’energia verde, riducendo la necessità di generazione da fonti fossili per la sicurezza e la stabilità del sistema», ha dichiarato Zhao.
Parole chiave
WinGrid, eolico, energia, potenza, rete, complessità, sistemi energetici futuri, formazione, ESR, turbine, progettazioni
