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Creare un nuovo potenziale energetico da maree e fiumi

Eliminare la necessità di guarnizioni a tenuta stagna nei generatori a turbina idrocinetica potrebbe alleviare il bisogno di interventi regolari di manutenzione e abbassare i costi di esercizio, elementi particolarmente attraenti per le regioni remote del mondo.

Energia

Per diventare una fonte valida di energia rinnovabile, è necessario che l’energia mareomotrice riduca il suo costo livellato dell’elettricità per competere con altre fonti rinnovabili, quale l’eolico in mare aperto. Dal punto di vista pratico, ciò significa essere in grado di fornire elettricità a un costo livellato simile durante il ciclo di vita di un progetto. Un ostacolo notevole al raggiungimento di questo obiettivo risiede nei costi di funzionamento e manutenzione, a causa dell’ambiente estremamente difficile in cui si trovano a operare le turbine marine idrocinetiche. «Di norma, i generatori elettrici delle turbine mareomotrici fanno pesantemente affidamento sulle guarnizioni per proteggere la parte interna del generatore dall’acqua marina», spiega James Donegan, partner del progetto TAOIDE nonché direttore delle operazioni europee presso l’azienda ORPC Ireland. «Se l’acqua di mare penetra nel traferro elettrico di un generatore, normalmente si verifica un guasto del sistema causando ingenti costi di manutenzione. Abbiamo studiato a lungo se fosse possibile realizzare un generatore in cui lo stato del traferro sommerso costituisse un ambiente operativo normale, eliminando quindi la necessità di guarnizioni per proteggere il generatore».

Tecnologia semplice e affidabile

Era questo il concetto cardine alla base del progetto TAOIDE (Technology Advancement of Ocean energy devices through Innovative Development of Electrical systems to increase performance and reliability). Il progetto è stato avviato nel novembre del 2016 per sviluppare un generatore a traferro bagnato, ovvero un generatore incapsulato che può essere allagato, portando quindi all’eliminazione del fattore principale di guasto delle turbine. Nell’ambito di questo processo di sviluppo, il gruppo responsabile del progetto ha esaminato l’intero sistema, compresi cuscinetti, guarnizioni, generatori, elettronica e turbine. «Il modo in cui sono collegate tutte le parti influisce sulla modalità in cui possiamo ridurre l’usura nonché i costi operativi», afferma Kevin Leyne, coordinatore del progetto e responsabile di progetto presso il centro irlandese di Energie rinnovabili e marine (MaREI) della University College Cork (UCC), in Irlanda. «A differenza delle turbine eoliche, i gestori di sistemi a turbina marina idrocinetica non possono semplicemente inviare un tecnico su una scala per effettuarne la manutenzione ordinaria». Laddove possibile, sono state introdotte semplificazioni alla progettazione con lo scopo di ridurre ulteriormente il rischio di guasti meccanici e garantire l’idoneità del sistema all’uso in comunità remote, dove le competenze tecniche e le attrezzature potrebbero non essere facilmente reperibili. «Un buon esempio di questo aspetto si può ricondurre al modo in cui abbiamo realizzato un unico sistema di cuscinetti a sbalzo per il generatore in collaborazione con SKF, partner del progetto», aggiunge Donegan. «Piuttosto che dover smontare l’intero generatore per la manutenzione dei cuscinetti, è possibile rimuovere questa unità in maniera separata per semplificarne gli interventi di manutenzione». Il gruppo coinvolto nel progetto ha terminato la progettazione e la fabbricazione di un prototipo di generatore incapsulato con traferro bagnato, concepito appositamente per ambienti operativi difficili. I test si svolgeranno a breve in Irlanda.

Offrire vantaggi alle comunità remote

Il progetto fornirà un generatore con traferro bagnato completamente integrato, adeguato a essere impiegato in diversi dispositivi marini di energia rinnovabile. «Siamo rimasti molto colpiti dai risultati iniziali del progetto e da come i sistemi a turbina marina idrocinetica di ORPC riescano ad avere un effetto positivo sulle comunità rurali», osserva John Doran, partner del progetto e ricercatore principale presso l’Istituto di tecnologia di Letterkenny, in Irlanda. «Un aspetto fondamentale da notare è che, poiché i sistemi di alimentazione di ORPC sono incentrati sulle comunità, ottengono il loro consenso. Le risorse locali vengono utilizzate per distribuire e mantenere i propri sistemi. Ciò ha una particolare risonanza per noi, in qualità di istituto rurale situato nella parte nord-occidentale dell’Irlanda. Lavorare su questo progetto insieme a istituti rinomati come il centro MaREI dell’UCC e l’Istituto Fraunhofer in Germania ha rappresentato un’importante opportunità. Questo progetto ci permetterà di porre maggiormente sotto i riflettori questa parte di mondo per renderla una risorsa per il settore dell’energia mareomotrice». Donegan concorda sul fatto che la tecnologia sviluppata nel corso del progetto TAOIDE possa rivelarsi molto vantaggiosa per le regioni periferiche che si appoggiano a microreti alimentate a diesel e dove il costo dell’energia tende a essere elevato. «È proprio in questo contesto che entriamo in gioco per aiutare le comunità a diventare più sostenibili e indipendenti», afferma Donegan.

Parole chiave

TAOIDE, energia, marino, mareomotrice, fiume, generatore, idrocinetico, marino idrocinetico, elettricità

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