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Project ENEMAR 2018

Energia elettrica dal mare

Power System Research

2018-2018

Maximo Aurelio Peviani

Il progetto “Energia elettrica dal mare” si rivolge principalmente alla conversione di energia dal moto ondoso. In Italia vi è un crescente interesse attorno allo sviluppo tecnologico del settore, che ci pone di fronte a sfide e opportunità importanti, fra cui la realizzazione di dispositivi di costo contenuto, il perfezionamento dei dispositivi alle caratteristiche della risorsa nei siti del Mediterraneo e l’utilizzo di infrastrutture costiere per l’installazione. In questo contesto, si colloca lo sviluppo del dispositivo WaveSAX, affrontato da RSE nell’ambito della Ricerca di Sistema, e basato sul principio della “colonna d’acqua oscillante” (Oscillating Water Column, OWC) in una configurazione innovativa in cui la turbina (di tipo Wells) viene posizionata nella fase liquida. Le attività svolte durante il presente anno della ricerca si sono concentrate principalmente nella realizzazione delle prove a mare del WaveSAX (1:5), nell’ottimizzazione del dispositivo attraverso analisi numeriche/studi di LCA e nel proseguimento delle misure in situ (Civitavecchia e Mazara del Vallo) per la valutazione della risorsa energetica marina.

Negli ultimi anni l'energia oceanica è stata oggetto di diverse iniziative politiche, sia a livello europeo che nazionale. Nell'Unione europea, in seguito al lancio della comunicazione Ocean Energy nel 2014 e alla successiva istituzione del Forum per l'Energia Oceanica, l'industria è stata invitata a riunirsi per identificare azioni comuni per portare la tecnologia sul mercato.

Più di recente, l'inclusione dell'energia oceanica nel nuovo Piano Strategico per le Tecnologie Energetiche (SET Plan) dell'Unione Europea (2015) ha messo in luce l'attuale leadership europea nel settore e la necessità di migliorare le performance delle tecnologie energetiche oceaniche attraverso l'innovazione. In linea con il SET Plan, la Commissione europea, gli Stati membri e gli stakeholder hanno definito una "Dichiarazione di intenti per l'energia oceanica" che definisce obiettivi di riduzione dei costi delle tecnologie energetiche oceaniche indirizzati a dare un contributo significativo al futuro sistema energetico europeo (2016).

La dimensione del business della commercializzazione dell'energia oceanica è enorme. Solo in Europa, l'industria energetica oceanica prevede di distribuire 100 GW di capacità produttiva entro il 2050, raggiungendo il 10% della domanda di elettricità. Questo è sufficiente per soddisfare il fabbisogno giornaliero di elettricità di 76 milioni di famiglie. Distribuire 100 GW di energia significherà anche creare un nuovo settore industriale in Europa, con oltre 400.000 posti di lavoro qualificati lungo tutta la catena di approvvigionamento (OEE, 2018).

Il progetto “Energia elettrica dal mare” affronta il tema della conversione di energia dal moto ondoso, settore in cui non esiste ancora un consenso sulla configurazione più promettente, ragione per la quale sono in via di sviluppo più di cento diversi dispositivi in più di trenta paesi. Il progresso e il futuro successo commerciale di ogni singolo dispositivo è legato al fatto che la tecnologia sia provata, affidabile ed economicamente sostenibile.

Nonostante la risorsa del moto ondoso sia in generale inferiore che nei mari aperti e negli oceani, anche in Italia vi è un crescente interesse attorno allo sviluppo tecnologico del settore, che ci pone di fronte a sfide e opportunità importanti, fra cui la realizzazione di dispositivi di costo contenuto, la specializzazione dei dispositivi alle caratteristiche della risorsa nei siti del Mediterraneo e l’utilizzo di infrastrutture costiere per l’installazione. In questo contesto, si colloca lo sviluppo del dispositivo per la produzione di energia elettrica dal moto ondoso WaveSAX, affrontato da RSE nell’ambito della Ricerca di Sistema, basato sul principio della “colonna d’acqua oscillante” in una configurazione innovativa in cui la turbina (di tipo Wells) viene posizionata nella fase liquida.

Nello scorso anno, il prototipo idraulico di WaveSAX in scala 1:5 - dotato di turbina Wells e sistema di generazione e controllo - è stato testato in vasca navale presso il CNR INSEAN di Roma.

Durante il presente periodo di riferimento sono invece stati studiati interventi di miglioramento del dispositivo.

In particolare è stato realizzato un nuovo sistema di generazione e controllo del dispositivo WaveSAX (1:5), che è stato testato in mare presso l’antemurale del Porto di Civitavecchia. È stata condotta un’analisi numerica del dispositivo per valutare l’effetto della geometria della presa d’acqua e del diametro della colonna d’acqua oscillante sull'energia generata. È stato inoltre studiato il dispositivo WaveSAX con una turbina Wells a 6 pale.

Sono stati realizzati progressi nella definizione di dettaglio di un primo prototipo del dispositivo WaveSAX (1:1). E’ stato condotta un analisi LCA (Life Cycle Assessment) a supporto della scelta dei materiali per la costruzione del primo prototipo.

Per quanto riguarda la valutazione della risorsa da moto ondoso in ambito mediterraneo, è proseguita la campagna di misura ondametrica e correntometrica nel Porto di Civitavecchia, come quella a Mazara del Vallo.

In questo rapporto è riportata la sintesi dei risultati ottenuti dalle attività summenzionate.