WAVE SAX un dispositivo modulare innovativo per la generazione d energia elettrica dal moto ondoso
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- Evangelina Pinna
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1 ENERGIA DAL MARE, Le nuove tecnologie per i mari italiani ENEA, 1 e 2 Luglio 2014 WAVE SAX un dispositivo modulare innovativo per la generazione d energia elettrica dal moto ondoso Peviani M., Agate G., Amicarelli A., Danelli A. maximo.peviani@rse-web.it
2 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
3 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
4 Principio di funzionamento WAVE TUBE * Oscillatingwater column con turbina nella fase liquida Dispositivo tipo OWC * Brevetto UE Campi di pressione (sinistra) e di velocità (destra), simulati con CFX Turbina Wells installata nella fase liquida 4
5 Simulazionicon RANS-CFD (Reynolds Average Navier-Stokes -Computational Fluid Dynamics) modelling
6 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
7 Soluzioni 1, 4b e 6 Flusso di potenza disponibile: termine cinetico + termine potenziale G. Agate et al. 1 = Profili della potenza disponibile Confronti in funzione della configurazione Profili della velocità verticale (media lungo la sezione) Profili della pressione statica Confronti in funzione della configurazione
8 Simulazioni numeriche soluzioni progettuali Soluzione 1 Energia annuale disponibile (velocità di cut-in nulla, pari a 1 m/s e a 2 m/s). caso Ampiezza Occorrenza Potenza disponibile Energia annuale (m) (%) (kw) (MWh) onda nulla Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda totale caso Ampiezza Occorrenza Potenza disponibile Energia annuale (m) (%) (kw) (MWh) onda nulla Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda totale caso Ampiezza Occorrenza Potenza disponibile Energia annuale (m) (%) (kw) (MWh) onda nulla Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda Soluzione 1 onda totale Energia annuale teorica pari a 65 MWh/m (97,5 MWh) Energia annuale (MWh) Energia annuale soluzione Velocità di cut-in (m/s) Energia annua disponibile in funzione della velocità di cut-in
9 Potenza totale disponibile (velocità cut-in nulla) V cut-in =0 m/s Potenza disponibile Potenza disponibile / P0 Termine cinetico Termine potenziale Velocità medie Velocità massime Potenza down Potenza up (kw) (%) (kw) (kw) (m/s) (m/s) (kw) (kw) Senza restringimento onda Soluzione 1 onda Soluzione 4a onda Soluzione 4b onda Soluzione 6 onda V cut-in =1 m/s Potenza disponibile Potenza disponibile / P0 Termine cinetico Termine potenziale Velocità medie Velocità massime Potenza down Potenza up (kw) (%) (kw) (kw) (m/s) (m/s) (kw) (kw) Senza restringimento onda Soluzione 1 onda Soluzione 4a onda Soluzione 4b onda Soluzione 6 onda V cut-in =2 m/s Potenza disponibile Potenza disponibile / P0 Termine cinetico Termine potenziale Velocità medie Velocità massime Potenza down Potenza up (kw) (%) (kw) (kw) (m/s) (m/s) (kw) (kw) Senza restringimento onda Soluzione 1 onda Soluzione 4a onda Soluzione 4b onda Soluzione 6 onda Potenza totale disponibile (velocità cut-in 1 m/s). Potenza totale disponibile (velocità cut-in 2 m/s). Agate, Amicarelli, Peviani, 2014
10 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
11 Analisi del dispositivo con girante Wells Simulazione con portata variabile indotta dall onda di modellazione (Hs = 2m; T=7,5 s) Evoluzione temporale della pressione prima e dopo la girante (Pa) Potenza raccolta dalla girante e da ciascuna pala (W) Agate, Amicarelli, Peviani, 2014 Modulo della velocità (m/s) 11
12 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
13 Studi a scala in vasca marina Testing plan (scale 1:20) HMRC -Hydraulicsand Marine ResearchCentre «Development and Evaluation Protocol»
14 Costruzione prototipo
15 Prove in vasca marina imbocco, sommergenza, direzione, perdita di carico girante 15
16 Prove in vasca marina 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 Serie1 0,40 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,20 0, Serie1 RUN 16 T (s) RUN 14 D150; H100 Response Amplitud Operator (RAO) RUN 3 D100 ; H100 0, T (s) 16
17 INDICE 1. Principio di funzionamento 2. Ottimizzazione disegno componente fissa (CFX) 3. Analisi del dispositivo con girante Wells (CFX) 4. Studi in scala - Laboratorio HMRC (Cork, Irlanda) 5. Attività correlate e sviluppi futuri
18 Mappatura della risorsa marina: MARENERGY
19 Risorse rinnovabili e gestione integrata delle aree marine costiere : TRITONE
20 Stazioni di monitoraggio del moto ondoso Genova Oristano Civitavecchia Porto di Civitavecchia (Tirreno) Capo Granitola Capo Granitola(Sicilia)
21 Capo Granitola Schema d installazione con boa sommersa Installazione da eseguire presso la boa anemometrica del RSE (Capo Granitola) Sontek Mini ADP-1,5 MHz
22 Porto di Civitavecchia Barnacle + Mini ADP 1,5 MHz Sito potenziale installazione pilota del WAVE SAX
23 Questo lavoro è stato finanziato dal Fondo di Ricerca per il Sistema Elettrico nell ambito dell Accordo di Programma tra RSE S.p.A. ed il Ministero dello Sviluppo Economico - D.G. Nucleare, Energie rinnovabili ed efficienza energetica -in ottemperanza del DM, 8 marzo maximo.peviani@rse-web.it 23
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