Il cuore umano ispira il sistema energetico del moto ondoso per fornire energia verde

Con la crescente domanda di fonti energetiche alternative, gli scienziati hanno rivolto la loro attenzione sulle forze della natura, dal sole e dal vento alle onde e alle maree, per produrre energia rinnovabile. Generalmente viste come fonte inesplorata e su larga scala di energia pulita, le onde dell’oceano hanno ultimamente attirato molta attenzione.

Un gruppo di ricercatori sostenuto dal progetto finanziato dall''UE WaveBoost ha iniziato il collaudo di un sistema di conversione dell’energia prodotta dalle onde nel Nord Atlantico. Un convertitore di energia ondosa (Wave Energy Converter, WEC) è un dispositivo in grado di catturare la potenza delle onde e di trasformarla in elettricità. Ispirato alla meccanica del cuore umano, questo nuovo tipo di WEC, denominato C3, è caratterizzato da un sistema di tipo Point Absorber (a punti di assorbimento), una struttura galleggiante che assorbe energia da ogni direzione attraverso i suoi movimenti in corrispondenza o vicino alla superficie dell’acqua.

Come ha spiegato il gruppo di ricerca in un recente comunicato stampa, «il C3 è costituito da una boa che assorbe energia dalle onde e da un gruppo motopropulsore che converte il movimento della boa in elettricità. L’unità si basa su brevetti del cardiologo svedese Stig Lundbäck, alcuni dei quali sono ispirati dalla sua ricerca sulle funzioni di pompaggio e controllo del cuore».

Per convalidare il business case per l’attuazione su vasta scala nei mercati di destinazione, si sta valutando il sistema per sopravvivenza, carichi e prestazioni in operazioni off-grid. Il sistema consente la raccolta di una grande quantità di energia ondomotrice mediante un piccolo dispositivo, che è abbastanza robusto per sopravvivere alle tempeste più dure. Citando Patrik Möller, amministratore delegato di CorPower Ocean AB, la start-up svedese che ha sviluppato il nuovo sistema WEC, il comunicato stampa rileva che il C3 è in grado di sfruttare l’intero spettro delle onde. Ciò significa che riesce a produrre cinque volte più energia per tonnellata rispetto ad altri sistemi. Il comunicato stampa spiega: «Per convertire il movimento lineare della boa in un movimento rotatorio generante energia, il sistema si basa su uno speciale cambio a pignone e cremagliera sviluppato presso il KTH [Royal Institute of Technology di Stoccolma]».

Secondo Möller, una volta completata la dimostrazione oceanica nelle Orkney scozzesi, la fase successiva prevede «la progettazione, la fabbricazione e il collaudo del primo convertitore su vasta scala in un progetto dimostrativo di Fase 4 che si svolgerà dal 2018 al 2020».

Mentre la ricerca sull’utilizzo degli oceani come fonte di energia rinnovabile continua, progetti quali WaveBoost (Advanced Braking Module with Cyclic Energy Recovery System (CERS) for enhanced reliability and performance of Wave Energy Converters) saranno più importanti che mai. Il suo obiettivo è quello di fornire un miglioramento graduale in affidabilità e prestazioni delle «prese di potenza» (PDP). Ciò comporterà lo sviluppo e la convalida di un innovativo modulo di frenatura con un CERS. La PDP di un WEC è definita come il meccanismo con cui l’energia assorbita dal convertitore primario viene trasformata in elettricità utilizzabile. Il CERS è un sistema di ridistribuzione dell’energia che consentirà ai WEC di assorbire più energia dai cicli d’onda ad alta energia. L’eccesso di energia sarà temporaneamente immagazzinato nella prima fase della catena PDP e quindi rilasciato per la conversione attraverso le rimanenti fasi della PDP in cicli d’onda a bassa energia.

Secondo il gruppo di ricerca di WaveBoost, fornendo lo smorzamento supplementare necessario dal modulo CERS, la sopravvivenza del sistema e l’affidabilità dei componenti critici vengono notevolmente migliorate. Una simile caratteristica risulta fondamentale in quanto i dispositivi energetici del moto ondoso oceanico devono essere concepiti con particolare attenzione alla loro stabilità e resistenza strutturale, al fine di catturare energia mentre operano in condizioni atmosferiche estreme.

Per ulteriori informazioni, vedere:

Progetto WaveBoost