RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO. Proge9o B.1.5 Studi e valutazioni sulla produzione di energia ele9rica dalle correni marine e dal moto ondoso

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1 Accordo di Programma MSE-ENEA RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO Area: PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E PROTEZIONE DELL AMBIENTE Proge9o B.1.5 Studi e valutazioni sulla produzione di energia ele9rica dalle correni marine e dal moto ondoso Gianmaria Sannino ENEA, Unità Tecnica di Modellistica Energetica e Ambientale (UTMEA) Laboratorio di Modellistica Climatica

2 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITÀ A TERMINE Messa a punto di un sistema di previsione del moto ondoso per le aree di interesse. Valutazione degli eventi estremi del moto ondoso nelle regioni di interesse. Analisi delle tecnologie disponibili o in fase di sviluppo. Tra le tecnologie in fase di sviluppo potrà essere presa in considerazione il recupero di energia dai gradienti di concentrazione salina. Individuazione del corretto posizionamento di una matrice di sistemi di conversione off-shore. Studi sul comportamento fluidodinamico e strutturale di sistemi di conversione in collaborazione con le principali aziende o organizzazioni di ricerca del settore. Misure oceanografiche in situ per la validazione dei modelli numerici e la caratterizzazione dei siti prescelti. Analisi di sistemi di connessione alla rete elettrica a terra a basso costo e bassa dissipazione Progettazione, allestimento ed esercizio dimostrativo di apparati sperimentali o di impianti prototipali attraverso una rete di collaborazioni industriali Divulgazione dei risultati (sito web ENEA dedicato, Organizzazione workshop, rapporti tecnici e articoli su riviste nazionali e/o internazionali). Agire come punto di sintesi e di aggregazione per Ie varie esperienze italiane verso Ia European Energy Research Alliance (EERA) Accordo di Programma MSE- ENEA RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO 2

3 Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 3

4 Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati 4

5 Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC 5

6 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso 6

7 Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati! 7

8 RSE Comunicazione e diffusione dei risultati News- le'er 8

9 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC (riunione NOV 2013) Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati 9

10 Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 10

11 Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati: Produzione di mappe climatologiche ad alta risoluzione per l area mediterranea Produzione giornaliera delle previsioni dello stato del mare e dell energia ondosa associata su tutto il Mediterraneo e su 10 sottobacini Produzione degli indicatori di produttività energetica relative a specifiche aree selezionate Unità Tecniche ENEA: UTMEA 11

12 Produzione di energia elettrica e protezione dell ambiente ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso g 2 Te Hs2 J= 64 (1) 10 Anni 1/16 (7 Km) di risoluzione spaziale - spe'ri 2D non salvaa 25 Anni 1/32 (3.5 Km) di risoluzione spaziale spe'ri 2d salvaa Unità Tecniche ENEA: UTMEA Accordo di Programma MSE- ENEA RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO 12

13 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati: Verrà mantenuta l operatività della catena di codici che forniscono le previsioni dell energia ondosa su tutto il bacino Mediterraneo alla risoluzione di 1/32 (3.4 Km) e su 10 sotto-bacini dei mari italiani alla risoluzione di circa 1/120 (900 m). Sono effettuate quotidianamente previsioni della durata di 5 giorni, con risoluzione temporale di 1 ora. Unità Tecniche ENEA: UTMEA 13

14 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Progettazione, costruzione e installazione prototipo 1:8 UOWC a geometria modificabile. Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 14

15 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Sezione laterale cassone Vista frontale cassone metallico 15

16 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Progettazione, costruzione e installazione prototipo 1:8 UOWC a geometria modificabile. Sezione trasversale del cassone, inclusiva della stru'ura in cemento armato (sulla sinistra) e del cassone REWEC3 in acciaio 16

17 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Progettazione, costruzione e installazione prototipo 1:8 UOWC a geometria modificabile. De9agli costruqvi: il cassone è interamente in acciaio, con larghezza di 1.7m, lunghezza di 3.8m ed altezza pari a 3.6m. La stru'ura è interamente zincata e verniciata. Vista 3D della diga, con il cassone ENEA sulla sinistra ) Lunghezza)complessiva)interna)camere) Lunghezza)setti)interni) Altezza)posteriore) Altezza)lato)mare) Altezza)setti)interni) Altezza)parte)immersa) Altezza)parte)emersa) Altezza)dal)fondo)dell asse)della)turbomacchina) Larghezza)complessiva)! Larghezza)ingresso)moto)ondoso) Larghezza)camera/setti)interni) 3770mm) 1250mm) 3570mm) 1270mm) 1000mm) 1670mm) 1900mm) 3230mm) 1700mm) 500mm) 1000mm) 17

18 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Progettazione, costruzione e installazione prototipo 1:8 UOWC a geometria modificabile. La posa in mare è stata conclusa il giorno 11 se'embre 2014, con l ausilio di una gru da 100 tonnellate, in grado di eseguire la posa del cassone in mare dire'amente da terra. Posa in opera del cassone U- OWC a geometria variabile presso il NOEL 18

19 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Progettazione, costruzione e installazione prototipo 1:8 UOWC a geometria modificabile. La posa in mare è stata conclusa il giorno 11 se'embre 2014, con l ausilio di una gru da 100 tonnellate, in grado di eseguire la posa del cassone in mare dire'amente da terra. ALTRE FOTO + ESPERIMENTI DA CONDURRE Posa in opera del cassone U- OWC a geometria variabile presso il NOEL 19

20 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Schema del cassone REWEC3 in acciaio, localizzato presso il laboratorio NOEL (tu'e le misure sono in metri). 20

21 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Sezione trasversale (pannello superiore) e pianta (pannello inferiore) del cassone metallico REWEC3. nella pianta si evidenzi la posizione dei trasdu'ori di pressione (cerchi) e delle sonde ultrasoniche all interno del cassone. Unità in millimetri. 21

22 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Vista laterale del cassone De'aglio della turbina Wells 22

23 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Andamento temporale delle flu'uazioni di pressione sull imboccatura del cassone REWEC3 misurate dal trasdu'ore di pressione (pannello superiore), e storia temporale delle pressioni dell aria all interno della camera di assorbimento (pannello inferiore). Il record si riferisce ad una condizione di funzionamento dell impianto in assenza di turbina. 23

24 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Senza turbina DaA verso modello CFD Andamento temporale delle flu'uazioni di pressione sull imboccatura del cassone REWEC3 misurate dal trasdu'ore di pressione (pannello superiore), e storia temporale delle pressioni dell aria all interno della camera di assorbimento (pannello inferiore). Il record si riferisce ad una condizione di funzionamento dell impianto in assenza di turbina. 24

25 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Senza turbina DaA verso modello CFD Andamento temporale delle flu'uazioni di pressione sull imboccatura del cassone REWEC3 misurate dal trasdu'ore di pressione (pannello superiore), e storia temporale delle pressioni dell aria all interno della camera di assorbimento (pannello inferiore). Il record si riferisce ad una condizione di funzionamento dell impianto in assenza di turbina. 25

26 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Senza turbina DaA verso modello CFD Andamento temporale delle flu'uazioni di pressione sull imboccatura del cassone REWEC3 misurate dal trasdu'ore di pressione (pannello superiore), e storia temporale delle pressioni dell aria all interno della camera di assorbimento (pannello inferiore). Il record si riferisce ad una condizione di funzionamento dell impianto in assenza di turbina. 26

27 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Campagne sperimentali su prototipo 1:8 UOWC installato nello Stretto di Messina Sequenza di immagini relaave alla mareggiata del presso il NOEL. 27

28 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Per le analisi fluidodinamiche (CFD), si è ualizzato il codice di calcolo OpenFOAM The open source CFD toolbox versione In paracolare è stato ualizzato il solutore interfoam, specifico per flussi bifase isotermici cara'erizzaa da fluidi immiscibili ed incomprimibili che ualizza come modello bifase il VOF (volume of fluids). Visto il notevole peso computazionale, le simulazioni sono state fa'e girare sulle macchine appartenena al sistema di calcolo ad alte prestazioni del proge'o CRESCO. Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: Modello geometrico implementato 28

29 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 29

30 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Modello geometrico implementato Cara'erisAche geometriche del nuovo modello ualizzato per le simulazioni CFD 30

31 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Il mesh è cosatuito da un totale di circa 5.1x10 6 celle. Modello geometrico implementato 31

32 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Oemizzazione delle risorse di calcolo Modello geometrico implementato Andamento delle velocità di calcolo normalizzata in funzione del numero di processori. 32

33 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Condizioni al contorno Le cara'erisache della prima forzante sono le seguena: altezza onda (minimo/massimo) = m, periodo d onda (tempo tra due massimi) = 2.75 s. Le cara'erisache della seconda forzante sono le seguena: altezza onda (minimo/massimo) = m, periodo d onda (tempo tra due massimi) = 7.10 s. 33

34 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Condizioni Iniziali Livello dell acqua al tempo t=0s 34

35 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Condizioni al contorno Andamento della pressione p- rgh imposta sulla superficie In/Out acqua prima forzante e nuovo modello Andamento della pressione p- rgh imposta sulla superficie In/Out acqua seconda forzante e nuovo modello Le cara'erisache della prima forzante sono le seguena: altezza onda (minimo/massimo) = m, periodo d onda (tempo tra due massimi) = 2.75 s. Le cara'erisache della seconda forzante sono le seguena: altezza onda (minimo/massimo) = m, periodo d onda (tempo tra due massimi) = 7.10 s. 35

36 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Condizioni al contorno Risultato Andamento della pressione p- rgh imposta sulla superficie In/Out acqua prima forzante e nuovo modello Andamento della componente Ux della velocità dell aria al centro del tubo turbina per il seemo periodo d onda, quindi dal tempo t = 16.5 s al tempo t = s Le cara'erisache della prima forzante sono le seguena: altezza onda (minimo/massimo) = m, periodo d onda (tempo tra due massimi) = 2.75 s. 36

37 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC 37

38 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC 38

39 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Aggiungi FOTO CASSONE Modello CFD 39

40 Obiettivo c: Analisi fluidodinamica CFD su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC 100 p calcolo [Pa] p sperimentale [Pa] , , , , , Andamento della pressione p, numerica e sperimentale, nell intervallo di tempo da 15s a 20s - Trasdu'ore di pressione 2 40

41 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di sistema di conversione point absorber. Progettazione e costruzione del sistema meccanico passivo di conversione in scala 1:45. Sviluppo modello analitico e sua verifica attraverso test di laboratorio sul prototipo 1:45 Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 41

42 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di sistema di conversione point absorber. ISWEC (InerAal Sea Wave Energy Converter) Potenza 100 Kw??? Tonnellate PEWEC (PEndulum Wave Energy Converter) Potenza 100 Kw??? Tonnellate 42

43 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di sistema di conversione point absorber. L ormeggio deve quindi avere le seguena cara'erisache: 1. Sistema a rigidezza variabile: L ormeggio frontale è composto da diversi trae di catena che conne'ono un galleggiante sommerso (jumper) e una zavorra. Tale sistema trasferisce a ISWEC delle forze di ormeggio moderate durante il funzionamento regolare e quindi non riduce l ampiezza di oscillazione dello scafo e quindi la produzione di energia. Nel caso di clima marino tempestoso, il sistema ISWEC viene trascinato verso i limia della zona di ormeggio e le forze di richiamo dell ormeggio diventano quindi consistena tra'enendo il sistema entro il raggio di concessione. Inoltre il progressivo aumento della forza di richiamo garanasce un funzionamento regolare dell ormeggio senza picchi di forza (snatch, strappi a fine corsa) che potrebbero portare a ro'ure repenane e in generale ridurne la vita operaava a causa delle elevate sollecitazioni dinamiche al momento dello strappo. 2. Auto- allineamento rispe9o all onda incidente: Il sistema di ormeggio composto dall ormeggio frontale e dall ormeggio lasco di poppa perme'e a ISWEC di allinearsi all onda incidente nell intorno della direzione predominante. La proge9azione della linea di ormeggio e della geometria dello scafo è effe'uata con l ausilio di codici di calcolo dedicaa. 43

44 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di sistema di conversione point absorber. Il punto di installazione del sistema ISWEC presso l Isola di Pantelleria. Profondità 36 metri. 44

45 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di sistema di conversione point absorber. Il sistema ISWEC 100 kw: schema del sistema di ormeggio frontale Ormeggio di imbardata(poppa) È un ormeggio posto a poppa del sistema che consente di mantenere ISWEC orientato con la direzione predominante d onda. Si compone di un ancora di massa pari a 3000 kg e di una cima che si conne'e alla parte posteriore del converatore. Il sistema ISWEC 100 kw: prospe'o dell ormeggio frontale del converatore Il punto di installazione del sistema ISWEC presso l Isola di Pantelleria. Profondità 36 metri. 45

46 ATTIVITÀ SVOLTE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Metodologie per l installazione di un sistema di conversione attivo. Progettazione e costruzione del sistema meccanico passivo di conversione in scala 1:45. Sviluppo modello analitico e sua verifica attraverso test di laboratorio sul prototipo 1:45 Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 46

47 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso scala 1:1 da 60 kw. Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 47

48 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso DISPOSITIVO INERZIALE PASSIVO PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 48

49 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN PROGETTAZIONE FUNZIONALE Collaborazioni: 49

50 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso PROGETTAZIONE MECCANICA 50

51 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso FABBRICAZIONE 51

52 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso 52

53 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo d: Studio delle prestazioni di un dispositivo di tipo point absorber attivo in scala reale, e progettazione di un sistema oscillante passivo per il recupero di energia dal moto ondoso INSTALLAZIONE IN CANALE (PoliTO) 53

54 SVOLGIMENTO DELLE PROVE 54

55 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati Risultati: Realizzazione e pubblicazione in rete del sistema DSS-WebGIS Realizzazione e pubblicazione in rete del sito web congiunto ENEA/ RSE Pubblicazioni Scientifiche Presentazioni a Congressi Organizzazione Workshop dedicato al tema dell energia dal mare. Unità Tecniche ENEA: UTMEA - UTRINN Collaborazioni: 55

56 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Implementazione del DSS-WebGIS Finalità: Delineare e caratterizzare il territorio oggetto di analisi; Integrarsi col sistema di previsione e monitoraggio; Fornire supporto alla progettazione di nuovi impianti ed alla gestione di impianti esistenti; Condividere dati, mappe e informazioni mediante l interfaccia dedicata. Gestione integrata di: Dati geo-spaziali di base; Dati geo-spaziali elaborati a supporto della gestione, della pianificazione, della previsione, etc. (e.g. Mappe tematiche). Unità Tecniche ENEA: UTMEA Utilizzo un framework software open-source evoluto (GWT Google Web kit), capace di supportare lo sviluppo di applicazioni RIA (Rich Internet Application) 56

57 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Implementazione del DSS-WebGIS Architettura: Ambiente di lavoro GIS (Geoprocessing, analisi spaziali, etc.) Repository DaI Web Server Librerie Internet Unità Tecniche ENEA: UTMEA Client WebGIS 57

58 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Implementazione del DSS-WebGIS Unità Tecniche ENEA: UTMEA 58

59 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati 59

60 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo e: Comunicazione e diffusione dei risultati RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L ENERGIA E LO SVILUPPO ECONOMICO SOSTENIBILE Workshop ENERGIA DAL MARE Le Nuove Tecnologie Per i Mari Italiani Workshop 1 e 2 luglio 2014 ENEA Via Giulio Romano 41, Roma PartecipanA ENEA, CNR, RSE, GSE PoliTO, PoliMI UniRM, UniBO, UniRC ENEL GP, ENEL, ERG, TERNA Spinoff Univ, Aziende private 1-2 LUGLIO 2014 ENEA Via Giulio Romano 41, ROMA Ad oggi l energia dal mare copre all incirca lo 0.02% della domanda energetica europea, tuttavia all'interno dell'evoluzione delle energie rinnovabili, l'energia dal mare sta sempre più emergendo come una fonte alternativa che può contribuire agli obiettivi strategici prefissati dall'unione Europea per il 2020 ed il Lo sfruttamento del potenziale energetico dei nostri mari in modo sostenibile è un elemento chiave della politica marittima dell Unione Europea. La produzione di energia dal mare è stata infatti riconosciuta dalla Commissione Europea come una delle cinque aree fondamentali della Blue Economy (COM/ 2012/494) che potrà contribuire alla crescita economica e creare nuovi posti di lavoro. Di recente la European Ocean Energy Association ha stimato che i dispositivi per la conversione dell energia dal mare in Europa raggiungeranno una potenza installata di circa 3,6 GW entro il 2020 e 188 GW entro il L Italia, con i suoi 8000 Km di costa, si colloca tra i Paesi europei che possono trarre i maggiori benefici dallo sfruttamento di questa fonte di energia rinnovabile. Tale possibilità, unita agli incentivi del governo sulle energie rinnovabili, ha spinto in avanti la ricerca in questo settore da parte di diversi soggetti sia pubblici sia privati. La ricerca in ambito italiano nel campo dell energia dal mare è particolarmente attiva da circa dieci anni con progetti mirati allo sviluppo di dispositivi in grado di sfruttare al massimo le potenzialità specifiche del Mediterraneo. Molti dei sistemi in fase di studio in Italia hanno raggiunto ormai maturità scientifica e possono passare alla fase di sviluppo e commercializzazione. Nell ambito dell Accordo di Programma tra il Ministero dello Sviluppo Economico e l ENEA sulla Ricerca di Sistema Elettrico, l ENEA organizza il secondo workshop nazionale sull energia dal mare. L'obiettivo del workshop è quello di promuovere lo sviluppo di questo settore delle energie rinnovabili attraverso la condivisione delle recenti esperienze nella realizzazione di dispositivi di conversione del potenziale energetico marino in energia elettrica. Il workshop mira inoltre ad accelerare lo sviluppo del settore stimolando la collaborazione tra imprese e centri di ricerca. 60

61 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati/Deliverable: Verrà mantenuta l operatività della catena di codici che forniscono le previsioni dell energia ondosa su tutto il bacino Mediterraneo alla risoluzione di 1/32 (3.4 Km) e su 10 sotto-bacini dei mari italiani alla risoluzione di circa 1/120 (900 m). Sono effettuate quotidianamente previsioni della durata di 5 giorni, con risoluzione temporale di 1 ora. Unità Tecniche ENEA: UTMEA 61

62 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati: Realizzazione di una climatologia, della lunghezza di 25 anni, del moto ondoso su tutto il bacino Mediterraneo alla risoluzione di 1/32 utilizzando il modello di onde WAM Il forzante sarà rappresentato dai dati di vento provenienti da una simulazione realizzata con il codice regionale REMO forzato dalle analisi del ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecasts) per il periodo I dati di vento sono disponibili con una frequenza temporale di 6 ore alla risoluzione orizzontale di 1/8 Verranno memorizzati su file con frequenza tri-oraria su tutto il dominio di calcolo i campi di energia del moto ondoso e le principali variabili rappresentative delle onde, sia totali che nelle componenti di swell e locale, in particolare: altezza significativa, direzione, periodo di picco e periodo medio, spread direzionale Unità Tecniche ENEA: UTMEA 62

63 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati/Deliverable: In 20 località distribuite sull intero bacino Mediterraneo verranno memorizzati con frequenza oraria gli spettri bi-dimensionali dell energia in funzione delle 36 direzioni angolari e delle 32 frequenze prescelte. Batimetria utilizzata e posizione dei siti per i quali verrà memorizzato lo spettro bi-dimensionale dell energia Unità Tecniche ENEA: UTMEA 63

64 ATTIVITÀ DA SVOLGERE OBIETTIVI ANNUALITÀ Obiettivo a: Calcolo di indicatori di produttività energetica a partire dal clima ondoso Risultati/Deliverable: Analisi statistiche verranno effettuate sui campi della climatologia prodotta ed in particolare sugli spettri bi-dimensionali di energia per calcolare la produttività energetica di impianti di conversione in funzione della capacità installata. Esempio di spettro bi-dimensionale di densità di energia (m**2 s /rad) Unità Tecniche ENEA: UTMEA 64

65 Obiettivo b: Attività sperimentale su dispositivi a colonna d acqua oscillante OWC Esperimento di Reggio Calabria Accoppiamento del cassone a colonna d acqua oscillante di tipo U-REWEC con turbina Wells in condizioni reali di funzionamento - Potenza nominale della turbina: 1 kw - Velocità nominale di rotazione: 4000 r.p.m. - Altezza d onda di riferimento: 1 m - Grandezze monitorate: - Caratteristiche dell onda (altezza e frequenza) - Potenza elettrica assorbita / generata - Flussi d aria - Elaborazioni statistiche - Profilo di generazione elettrica - Caratteristiche del moto ondoso Schema di principio della turbina Wells 65