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1 ENERGIA DAL MARE LE NUOVE TECNOLOGIE PER I MARI ITALIANI - Luglio Enea Via Giulio Romani, Roma Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia Caso studio: la costa Ovest della Sardegna G. Bracco, E. Giorcelli, M. Raffero, G. Maazzo, D. Poggi Speaker: Giovanni Bracco

2 La risorsa nel Mar Mediterraneo Depth [m] - year avg power [kw/m] ISWEC ( gyro) net prod [MW. -.. Isola di Pantelleria: Validazione sperimentale Latitude [deg]. - - ENEA Atlante. delle onde Latitude [deg].. Latitude [deg].. - Modello onde WAM Cycle... - Risoluzione spaziale /. - Anni simulati Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

3 Integrazione di risorsa e tecnologia WEC Stima della produttività Stima della risorsa Modello del convertitore Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

4 ISWEC Principio di funzionamento G YR O ü Il giroscopio è adattabile alle alte frequenze tipiche dei mari chiusi Il sistema giroscopico converte le piccole oscillazioni dello scafo in un oscillazione di ampiezza maggiore del generatore (PTO, Power Take- Off). Tutti i componenti sono protetti all interno dello scafo. Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

5 Prototipi e modelli Nello sviluppo di un Wave Energy Converter, la prototipazione e la modellazione matematica sono fortemente legate. Fin dai primi stadi di prototipazione a scala ridotta e fino alla realizzazione del sistema in scala reale, i modelli permettono di progettare i prototipi. I test sperimentali permettono di validare modelli sempre più sofisticati. Il progetto Europeo Programma quadro EquiMar propone cinque stadi di sviluppo per un Wave Energy Converter dal concept fino alla wave farm. Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

6 ISWEC - Sviluppo : : : Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

7 Condizioni di simulitudine Condizioni di laboratorio Condizioni ondametriche reali La vasca di prova di Edimburgo nelle condizioni nominali genera un onda di periodo di s. Alghero,, dati RON Periodo di Picco, Tp Altezza Significativa, Hs. s. m Immagine cortesia dell Università di Edimburgo T s = T reale lab. = Similitudine di Froude Quantità Esponente Periodo. Altezza Potenza. Densità di potenza. Velocità angolare -. Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

8 Prototipo in scala : Modellazione Meccanica + conversione: Lineare è Dominio delle frequenze Non lineare è Dominio del tempo Idrodinamica (lineare): Monocromatica Onde irregolari Fase di progetto: modello lineare monocromatico per ottenere una stima accettabile delle performances con tempi di calcolo ridotti. Fase di validazione: modello non lineare monocromatico Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

9 Prototipo in scala : Caratteristiche prototipo: - Momento angolare:. Nms - Potenza. W - RCW % ü Validazione del modello lineare e non lineare per onda monocromatica Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

10 Prototipo in scala : - Vasca di prova di dimensioni maggiori ( m x m x. m) presso l INSEAN di Roma. - Collaborazione con Enea per la regolazione ü Modello numerico con modellazione idrodinamica per onde irregolari, giroscopio non lineare Onda. s Momento angolare: Nms Potenza: W Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

11 Prototipo in scala : I test svolti presso il bacino dell INSEAN sono stati svolti in modo da testare il dispositivo in differenti condizioni operative. Il modello numerico presenta un errore medio nella stima della potenza del %. RCW massima: % Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

12 ar avg power [kw/m] Latitude [deg] year avg power [kw/m].... /m Long=. - Lat=. s Hs=. m Pd =. kw/m Long=. - Lat=.... La risorsa, Te=. s Hs=. m i dati ENEA. Tabella delle occorrenze Pd =. kw/m Long=. - Lat=. Te=. s Hs=. m Pd =. kw/m Long=. - Lat=.. Te=. s Hs=. m Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna Hs: altezza media significativa Te: energy period

13 ISWEC yearly productivity [MWh/year]. P ISWEC = MWh/year Long=. - Lat=. x - Latitude [deg] year avg power [kw/m] Pd =. kw/m Long=. - Lat= Te=.. s Hs=. m. Dalla risorsa. alla produttività Te=. s Hs=. m.... MWh/y. MWh/y. ISWEC power. matrix [kw].... Regolazione/ Sistema reale... sicurezza Momento angolare:. Nms..... MWh/y Potenza: kw Te P [s] ISWEC = MWh/year Long=. - Lat=. Pd =. kw/m Long=. - Lat=. Te=. s Hs=. m Latitude [deg] Te=. s Hs=. m..... x P ISWEC = MWh/year Long=. - Lat=. Pd =. kw/m Long=. - Lat=. Te=. s Hs=. m Te=. s Hs=. m Produttività media: MWh/anno... Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna. x -

14 La produttività di ISWEC in Sardegna Risorsa [kw/m] year avg power [kw/m] Produttività [MWh/anno] ISWEC ( gyro) net prod [MWh/year].. Latitude [deg].. Latitude [deg].. La produttività non è legata direttamente alla risorsa..... Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

15 Ottimizzazione di sistema Ottimizzazione del sistema con inserimento di masse alle e s t r e m i t à p e r a d a t t a r e l a frequenza di risonanza dello scafo alle caratteristiche del sito. Importanza di un modello numerico affidabile:. Progettazione. Stima della produttività. Adattamento Politecnico di Torino Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia - caso studio: la costa Ovest della Sardegna

16 Metodologia di integrazione di risorsa e tecnologia Caso studio: la costa Ovest della Sardegna G. Bracco, E. Giorcelli, M. Raffero, G. Maazzo, D. Poggi Grazie per l attenzione! ENERGIA DAL MARE LE NUOVE TECNOLOGIE PER I MARI ITALIANI - Luglio Enea Via Giulio Romani, Roma

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