Raccolta efficiente dell’energia a flusso

L’abbinamento di meccanismi tra la dinamica di strutture flessibili e flussi circostanti può portare al movimento auto-sostenuto di un corpo solido. Sono finora state studiate numerose importanti instabilità tra fluidi e solidi per valutare l’attuabilità e l’efficienza di tali sistemi per produrre energia rinnovabile dai flussi geofisici. Questi sistemi hanno attirato una grande attenzione, in particolare dal momento che le turbine eoliche o idriche convenzionali non sono in grado di fornire una conversione energetica efficiente per applicazioni a bassa energia.

Nel progetto FLOWENERGY, finanziato dall’UE, gli scienziati hanno adottato una diversa strategia agli approcci finora utilizzati. Invece di ridurre le instabilità e le vibrazioni indotte dal flusso, hanno dato una spinta al solido per aumentare la quantità dell’energia prodotta da un determinato flusso stabile di liquidi.

Una parte dell’estrazione dell’energia del flusso in energia cinetica solida può essere convertita in elettricità. Questa conversione di energia riguarda l’impatto sulle proprietà delle vibrazioni dei solidi: instabilità, soglia, ampiezza e frequenza. FLOWENERGY ha mostrato che l’estrazione di energia può trarre vantaggio dalle proprietà fondamentali di questi sistemi di liquidi-solidi, promuovendo le vibrazioni a velocità di flusso inferiore e con ampiezze di agitazione superiori.

Gli scienziati hanno inoltre posto attenzione sullo studio delle interazioni tra il flusso di liquidi, il solido vibrante e il circuito di emissione elettrica su una bandiera piezoelettrica. Si è scoperto che i circuiti influivano notevolmente sull’efficienza di raccolta promuovendo la messa a punto o i fenomeni di chiusura.

Un altro compito è stato quello di considerare i gruppi complessi di solidi vibranti e di stabilire il rapporto tra la disposizione locale e le loro proprietà di vibrazione. Gli studi sperimentali hanno coinvolto file irregolari di cilindri vibranti. È stato proposto un semplice modello per stabilire l’ampiezza delle vibrazioni dei diversi cilindri come funzione della loro disposizione locale. Questo studio è fondamentale per la progettazione di ditte di raccolta di energia o gruppi di raccoglitori di energia a flusso.

Il problema delle interazioni idrodinamiche in gruppi di sistemi di auto-propulsione ha portato a stabilire numerose collaborazioni nell’ambito del progetto.

FLOWENERGY ha aiutato a migliorare ulteriormente la comprensione dei meccanismi di scambio dell’energia in sistemi vibranti di liquidi-solidi, e di stabilire il loro potenziale di raccolta di energia.