Dispositivi di conversione di nuova concezione per rendere sostenibile l’energia ottenuta dal moto ondoso
L’emergenza climatica e le attuali sfide per la sicurezza energetica hanno accelerato la transizione dai combustibili fossili e promosso l’innovazione nelle energie rinnovabili. Una potenziale area ancora non sfruttata è quella dell’energia delle onde oceaniche. «I parchi eolici e solari offshore sono risorse fantastiche», afferma Carwyn Frost, coordinatore del progetto LiftWEC della Queen’s University Belfast, nel Regno Unito. «Tuttavia, se vogliamo investire nell’energia offshore, ha senso guardare anche sotto la superficie. L’acqua è più densa dell’aria, il che ne determina una maggiore capacità di stoccaggio dell’energia rispetto al vento».
Il potenziale non sfruttato dei dispositivi di conversione dell’energia delle onde
Frost spiega che le onde oceaniche sono essenzialmente una forma condensata di vento; è il vento, dopotutto, che crea e direziona le onde oceaniche. E dove ci sono grandi distanze tra le masse terrestri, ad esempio tra le Americhe e l’Europa, c’è una maggiore possibilità che si sviluppino le mareggiate che danno origine alle onde. Questa forma densa di energia può essere catturata da dispositivi di conversione dell’energia delle onde posizionati nell’oceano. Le tecnologie esistenti si basano su uno stretto accoppiamento con l’onda, il che determina forze estreme durante le tempeste. «Più di una dimostrazione commerciale è fallita a causa di questa vulnerabilità, che ha frenato i progressi commerciali e gli investimenti», spiega Frost. È qui che entra in gioco il progetto QCALL, finanziato dall’UE. Il concetto si basa sulla teoria delle pale o delle ali, proprio come un aereo o una turbina eolica. Queste ali o pale subacquee interagiscono con la velocità di rotazione che l’onda crea al suo passaggio facendo ruotare il dispositivo, in modo simile a una turbina eolica. In caso di tempesta il dispositivo può essere spento, proprio come una moderna turbina eolica può essere spenta in caso di forte maltempo. Ciò lo protegge da queste forze estreme, il che potrebbe rendere il progetto più economico e affidabile. «Si tratta di un nuovo spazio di progettazione, quindi è stata un’area entusiasmante da esplorare», aggiunge Frost.
Progettazioni per le onde robuste ed efficienti dal punto di vista energetico
Il progetto è iniziato con una serie di workshop che hanno portato alla progettazione di 19 dispositivi. Questi progetti sono stati poi esaminati attentamente per valutarne la potenziale efficienza energetica, l’economicità e la sostenibilità. «Abbiamo preso gli elementi migliori di ogni progetto e abbiamo creato quattro dispositivi principali», spiega Frost. «È interessante notare che tutti e quattro i dispositivi presentavano lo stesso design del rotore: le differenze riguardavano la struttura e la modalità di dispiegamento.» Sono stati eseguiti modelli numerici e analitici e sono state ricreate le condizioni marine in laboratorio. Questi esperimenti sono iniziati con onde regolari, prima di passare a condizioni oceaniche rappresentative. «Il progetto ha adottato un approccio del tutto olistico», osserva Frost. «Abbiamo tenuto conto non solo delle prestazioni elevate, ma anche della capacità di sopravvivenza e dell’impatto ambientale. La maggior parte della ricerca in passato si è concentrata esclusivamente su un aspetto, https://cordis.europa.eu/project/id/758759/it (l’idrodinamica)».
Fattibilità dei convertitori d’onda a rotore
I benefici potenziali dell’energia del moto ondoso sono enormi: il problema è sempre stato quello di trovare il modo di sfruttare efficacemente questa risorsa globale e rinnovabile. L’importanza di LiftWEC sta nel fatto che ha dimostrato la possibile fattibilità del posizionamento di dispositivi di conversione dell’energia delle onde a rotore da 2 MW nell’Oceano Atlantico. Sebbene siano ancora necessari ulteriori input di ricerca e sviluppo per portare la tecnologia verso le prove in mare e la commercializzazione finale, il percorso da seguire è stato tracciato. «In nessun momento ci siamo imbattuti in qualcosa che ci ha fatto pensare che non avrebbe funzionato», osserva Frost, che conclude: «Siamo stati in grado di dimostrare che, dal punto di vista tecnico ed economico, vale sicuramente la pena di dedicarsi a questo nuovo spazio di progettazione.»
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