RICERCA ITALIANA     

Nuove dighe marittime per la protezione delle coste e la conversione dell'energia ondosa in energia elettrica

Università degli Studi "Mediterranea" di Reggio Calabria

Abstract

Si effettuerà un esperimento di campo a piccola scala su una diga marittima REWEC (resonant wave energy converter) in grado di convertire l'energia ondosa in energia elettrica. La piccola diga della lunghezza di 16.3m e dell'altezza di 3.5m, sarà realizzata su un fondale di 2m di profondità nel mare di Reggio Calabria. La realizzazione sarà finanziata dal Consorzio Okeanos (Università "Mediterranea", Provincia, Camera di Commercio e ASI di Reggio Calabria). Il progetto per il quale si avanza le presente domanda di finanziamento prevede di dotare la diga REWEC di turbine di Wells e di strumentare lo specchio acqueo e l'impianto in modo da misurare il flusso di energia delle onde incidenti, la potenza assorbita, la potenza elettrica prodotta. Si confronteranno le performance dell'impianto con le previsione basate sulle simulazioni numeriche delle fluttuazioni di pressione sull'imboccatura del condotto verticale, simulazioni effettuate sulla base della teoria generale degli stati di mare. Tali previsioni prospettano performance straordinarie: assorbimento di energia superiore all'80% in diversi stati di mare; conversione dell'energia ondosa incidente in energia elettrica superiore al 35%.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Paolo BOCCOTTI Università degli Studi "Mediterranea" di REGGIO CALABRIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Progettare, provare in galleria del vento ed infine montare delle turbine di Wells su una piccola diga marittima sperimentale REWEC (resonant wave energy converter) già dimensionata da Boccotti (2004a), e la cui realizzazione è stata già deliberata dal Consiglio di Amministrazione del Consorzio OKEANOS. Per progettare e montare la batteria di strumenti di misura atti a rilevare il flusso di energia delle onde incidenti le fluttuazioni di pressione e le portate d'acqua all'interno del REWEC, la potenza elettrica prodotta. Verificare se è vero o no che gli impianto REWEC possono arrivare a percentuali di assorbimento di energia ondosa, elevatissime (percentuali superiori all'80%). Verificare se è vero o no che tali impianti possono arrivare a convertire in energia elettrica anche più del 35% dell'energia ondosa incidente. Verificare l'affidabilità dei programmi di simulazione numerica dei predetti impianti.

Risultati parziali attesi

Al termine di questa fase si disporrà del progetto di massima della turbina (eventualmente più turbine) e delle specifiche tecniche della strumentazione da acquistare. L'unità di ricerca di Reggio Calabria metterà a disposizione dell'UR di Bari un rapporto di ricerca contenente i risultati della simulazione di funzionamento del REWEC e i principali paramentri della turbina tra cui diametro e numero di giri.Al termine di questa fase risulteranno già acquisiti e provati in laboratorio sia gli strumenti di misura sia la turbina. Inoltre saranno state apportate le modifiche strutturali alle coperture del REWEC3 per consentire l'installazione della turbina e delle valvole di regolazione. Questo rappresenta un passaggio essenziale per il successo del progetto; infatti il confronto tra le prestazioni della turbina in laboratorio e le prestazioni della turbina in mare è indispensabile per la valutazione delle prestazioni complessive del REWEC.Al termine di questa fase risulterà completata la prima campagna sperimentale su un modello in scala di REWEC3.
Si disporrà quindi di una mole notevole di dati sperimentali con i quali sarà possibile valutare il rendimento dell'impianto, e verificare la nostra capacità preditiva.I risultati di questa fase serviranno a valutare l'effettivo rendimento del sistema, i punti critici della catena di conversione energetica ed a migliorare i modelli previsionali utilizzati in fase progettuale. Data l'originalità e la peculiarità delle prove si >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Negli anni '70 si pensò di sfruttare l'energia delle onde di mare con impianti ad organi mobili. Il più celebre fu il cosiddetto "Salter duck" presentato su Nature da Salter (1974). Negli anni '80 e '90 si preferì lavorare sugli OWC che sono impianti fissi e dunque sono più semplici da gestire. (cfr. in particolare Falcão 1999 e Wells, 1993, 2001).
Un OWC consiste in una scatola con una grossa apertura verticale sulla parete verticale lato-mare-apero. Le onde entrano attraverso questa apertura subendo solo piccoli fenomeni di diffrazione (Sarmento e Falcão, 1985), e si propagano sulla superficie dell'acqua all'interno della scatola. Sulla copertura della scatola è posto un tubo di collegamento con l'atmosfera, il quale tubo contiene una turbina di Wells (cfr. Raghunathan, 1995). Le onde all'interno della scatola vanno a comprimere e a espandere alternativamente l'aria contenuta tra la superficie dell'acqua e la copertura. Come conseguenza si produce una corrente d'aria, alternata, che aziona la turbina di Wells.
Gli impianti REWEC (Boccotti, 2002, 2003a-b-c) sono dighe in cemento armato simili alle normali dighe marittime a cassoni. Ciascun cassone della diga è provvisto di un condotto verticale che si sviluppa lungo tutto il lato verso-mare-aperto del cassone. Tale condotto ha un'apertura superiore di collegamento con l'esterno posta sotto il livello del mare, ed è collegato ad una camera di assorbimento all'interno del cassone. Il condotto verticale e la >>>