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Dispositivi di conversione del moto ondoso: progettazione di massima ed elementi per la sperimentazione

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Dispositivi di conversione del moto ondoso: progettazione di massima ed elementi per la sperimentazione

Nel presente studio si analizzano due sistemi di conversione del moto ondoso, chepermettono di sfruttarne la componente verticale per generare energia. Vengono sviluppati modelli di calcolo, per simulare un applicazione di questi sistemi nell’Oceano e nel Mar Mediterraneo. Di uno dei due dispositivi si è studiata la pratica applicazione ad un sito nel Porto di Civitavecchia.

La possibilità di produrre energia rinnovabile sfruttando il moto ondoso è oggetto di intensi studi da alcuni decenni. Tra le varie tecnologie proponibili, in questo studio viene considerata dapprima quella delle “boe oscillanti”, che sfruttano la componente verticale del moto oscillante dell’onda e, successivamente, quella cosiddetta “oscillating water column”, che è tra le più diffuse per la generazionedi energia dal moto ondoso. Nei dispositivi del primo tipo, l’energia viene generata grazie al moto relativo lungo l’asse verticale di una boa rispetto ad un perno vincolato alla stessa mediante un manicotto; normalmente, il perno èvincolato al fondo del mare. Se la profondità del mare è elevata, appare utile indagare la possibilità di collegare il perno ad un corpo immerso di alta inerzia con densità media prossima a quella dell’acqua. Nel presente rapporto viene innanzitutto presentato un modello elementare della boa oscillante quando il perno è ancorato al fondo; grazie a questo modello è possibile valutare la potenza ottenibile a seconda della configurazione del sistema e del moto ondoso in cui il sistema si trova ad operare. Successivamente ci si concentra sullo studio del caso in cui il perno sia collegato al corpo di alta inerzia. Si riportano poi i modelli fondamentali relativi al moto ondoso e in particolare all’influenza su di esso della profondità del fondo marino. Si è esaminata la possibilità di produrre energia da moto ondoso, sfruttando la componente verticale di velocità delle onde, che appare la più conveniente almeno non in vicinanza delle coste. Si è trattato il caso relativo ad onde di 6 m di altezza nell’Oceano Atlantico. Si èvisto che, per boe di diametro dell’ordine di 8÷10 m, il modello fornisce potenze meccaniche di circa 3÷4 MW. Con le stesse assunzioni e lo stesso sistema relativo al caso dell’Oceano Atlantico si è valutata la potenza ottenibile da onde di 2.5 m, condizione comunque ottimistica per il Mare Mediterraneo, ottenendo potenze dell’ordine di 250 kW. Nella seconda parte del rapporto si presenta il disegno concettuale di un dispositivo innovativo, basato sul noto principio del “water oscillating column”, che ben si presta all’installazione lungo le struttureesistenti dei moli portuali, con la basilare distinzione che la turbina sfrutta direttamente il flusso dell”acqua, invece che dell”aria compressa all’interno di una camera. Grazie ad indagini dedicate, sono stati individuati i siti più adatti, all’interno del Porto di Civitavecchia, per il posizionamento del dispositivo e delineati i requisiti dell’installazione sperimentale.

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