Ottimizzazione dello sviluppo dei parchi eolici offshore e riduzione dei rischi grazie alle tecnologie Dual-LiDAR
L’obiettivo è rivoluzionare la valutazione delle risorse eoliche offshore sviluppando il primo prodotto commerciale: un sistema LiDAR galleggiante modulare che integra tecnologie LiDAR di scansione e profilatura verticale con elaborazione avanzata dei dati.
Jordi Puigcorbe, coordinatore del progetto NEOWIND
Il mondo ha urgente bisogno di soluzioni energetiche ecologiche e convenienti. In tutta Europa, istituti di ricerca e PMI stanno unendo le loro risorse e il loro ingegno per offrire alternative valide ai combustibili fossili. Grazie ai finanziamenti dell’UE attraverso Orizzonte Europa(si apre in una nuova finestra), CDTI(si apre in una nuova finestra) e DLR(si apre in una nuova finestra), l’azienda spagnola EOLOS(si apre in una nuova finestra) e l’azienda tedesca sowento(si apre in una nuova finestra) hanno collaborato con il team Stuttgart Wind Energy dell’Università di Stoccarda(si apre in una nuova finestra) al progetto NEOWIND per sviluppare un sistema modulare LiDAR destinato a diventare una tecnologia rivoluzionaria per la valutazione dei siti per i parchi eolici offshore.
Sinergia tra PMI e istituti di ricerca
Il team di NEOWIND comprende anche sowento, una società di consulenza ingegneristica indipendente. I principali settori di attività dell’azienda sono ingegneria dell’automazione, software e applicazioni nel campo dell’energia eolica, in particolare LiDAR e tecnologia eolica offshore galleggiante. Stuttgart Wind Energy SWE(si apre in una nuova finestra) è impegnata in una serie di progetti di ricerca nazionali e internazionali che riguardano lo sviluppo, la prototipazione e il collaudo sul campo di dispositivi LiDAR a scansione, il controllo delle turbine, l’analisi dei carichi offshore, la convalida dei dati su scala reale, la dinamica delle turbine eoliche galleggianti, la progettazione e la standardizzazione. La partnership NEOWIND tra EOLOS, sowento e SWE è risultata altamente complementare, riunendo tutte le competenze sotto un unico tetto. «Grazie a questa collaborazione, è stato possibile combinare efficacemente l’esclusivo hardware LiDAR di scansione di SWE, le competenze di sviluppo software di livello mondiale di sowento e il know-how di EOLOS nell’ingegneria dei sistemi e nelle operazioni marine. Insieme, questa collaborazione interdisciplinare e l’approccio orientato ai risultati sono stati fondamentali per il successo del progetto», spiega il coordinatore del progetto Jordi Puigcorbe.
Sviluppo del sistema modulare LiDAR
La tecnologia LiDAR (light detection and ranging) utilizza i laser per misurare come cambia la frequenza della luce dopo essere stata riflessa dalle particelle presenti nell’aria. Da questa variazione, nota come effetto Doppler, è possibile determinare la velocità e la direzione del vento. L’obiettivo del sistema modulare LiDAR di NEOWIND è quello di raccogliere misurazioni accurate del vento da apparecchiature LiDAR installate su qualsiasi tipo di piattaforma galleggiante, come una barca o una boa EOLOS. Le piattaforme galleggianti presentano sfide particolari per le misurazioni LiDAR, poiché il rollio e il beccheggio della piattaforma possono introdurre distorsioni nei dati di misurazione. NEOWIND ha sviluppato algoritmi avanzati per compensare gli effetti del movimento della piattaforma e integrare i segnali provenienti da più LiDAR nella stessa piattaforma. Il software progettato da sowento è in grado di integrare in tempo reale il movimento della boa e compensarne l’effetto sulle misurazioni della velocità e della direzione del vento. Il sistema è in grado di rilevare con precisione la direzione del vento e la turbolenza, e il progetto ha convalidato la sua soluzione in campagne di misurazione reali nel porto di Rotterdam e accanto a una torre di misurazione(si apre in una nuova finestra) nel Mare del Nord.
Una tabella di marcia verso la commercializzazione
Alla conclusione del progetto, NEOWIND aveva raggiunto tutti i suoi obiettivi. Il sistema modulare LiDAR ha permesso di aumentare notevolmente la precisione rispetto agli strumenti di elaborazione dei dati sul vento all’avanguardia. Il sistema è in grado di integrare diverse tecnologie LiDAR implementabili tramite diversi tipi di piattaforme galleggianti ed è uno strumento prezioso in tutte le fasi dei progetti eolici offshore (sviluppo, costruzione e gestione). In particolare, il test combinato di profilatura verticale e scansione LiDAR nello stesso prototipo di boa ha dato ottimi risultati. Questi risultati incoraggianti hanno portato a ulteriori finanziamenti da parte di CETPartnership(si apre in una nuova finestra) per la ricerca e lo sviluppo in corso. Come afferma Puigcorbe: «L’obiettivo è rivoluzionare la valutazione delle risorse eoliche offshore sviluppando il primo prodotto commerciale: un sistema LiDAR galleggiante modulare che integra tecnologie LiDAR di scansione e profilatura verticale con elaborazione avanzata dei dati». Questi progressi sosterranno il mercato dell’energia eolica fornendo ai produttori le informazioni necessarie per posizionare i parchi eolici in modo da ottenere prestazioni ottimali. Il consorzio ha riunito EOLOS, sowento e Stuttgart Wind Energy, cofinanziato da Orizzonte Europa, dal Centro spagnolo per lo sviluppo tecnologico e l’innovazione (CDTI) e dal Centro aerospaziale tedesco (DLR).