Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture. Il Minihydro dagli acquedotti montani al mare

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1 Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture I progetti TRAP, TRAME, PROMO Il Minihydro dagli acquedotti montani al mare

2 TRAP Progettazione e realizzazione di innovativa turbina idraulica a regolazione attiva di pressione Una microturbina per il recupero energetico dagli acquedotti montani Partners: Politecnico di Torino, Zeco, Promec, Aenergo Periodo:

3 STUDIO DEL POTENZIALE ENERGETICO DEGLI ACQUEDOTTI PIEMONTESI Vale la pena? Che potenza? Quali caratteristiche?

4

5 Pne n s j 1 q j ( h j h y j )

6

7 85-90 MEuro Scambio sul posto Ritiro dedicato

8 Numero di impianti individuati per classe di potenza

9 ANALISI DELLE POTENZIALITA 1) Potenze troppo basse per giustificare impianti costruiti ad hoc 2) Energia attualmente dissipata in valvole regolatrici di pressione (in linea)

10 LA TURBINA TRAP Lo scopo Bassi costi Rendimenti alti PRIORITA DELL USO POTABILE -Modularità -Studio dei materiali -Facile manutenzione -Semplicità di installazione -Studio fluidodinamico -Analisi sperimentale -Funzionamento per portate variabili

11 ESEMPIO

12 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 1 Punto di progetto H=150 m, Q=5 l/s Turbina Francis Multistadio 5 stadi, 25 m/stadio

13 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 2 Studio fluidodinamico ANSYS, Elementi finiti Rendimento 95% Nuovo punto di progetto H=20 m, Q=5 l/s

14 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 3 Analisi meccanica -Girante e diffusore -Cuscinetti -Scocca -Motore -Materiali

15 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 3 Realizzazione

16 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 3 Realizzazione

17 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 4 COMING SOON! MARZO 2013! Prove di laboratorio Banco Prova su banco prova

18 PROMO, TRAME Sistema per la Produzione di energia dal Moto Ondoso Partners: Wave for Energy, Politecnico di Torino (DIATI, DIMEAS), ARIS, SIRIUS, UP DESIGN, LANDRA Periodo:

19 Politecnico di Torino DIMEAS: Giuliana Mattiazzo Ermanno Giorcelli Mattia Raffero Raffaele Ficco DIATI: Davide Poggi Andrea Cagninei Luca Levantaci DENERG: Michele Pastorelli Calogero Di Carlo Wave for Energy Vincenzo Orlando Andrea Gulisano Work Team Politecnico

20 Activities in PROMO Primary Resource Analysis The technology: ISWEC Design Numerical Modeling Prototyping Experimental Tests Development of Adaptive Control Systems

21 Primary Resource Analysis

22

23 Primary Resource Analysis Analysis of wave characteristics and energy distribution through available data Wave monitoring in the installation site (Pantelleria ) Environmental Impact Assessment

24 ISWEC Inertial Sea Wave Energy Converter

25 ISWEC WorkingPrinciple The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO

26 ISWEC WorkingPrinciple The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO

27 ISWEC WorkingPrinciple The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO

28 ISWEC Characteristics Sealed hull, with no movable parts exposed to marine environment Adaptability to wave variations Reduced environmental impact Ease of maintenance Optimization for Mediterranean Sea Wave as input: Small period High slope Output: Large hull rotation High gyrocopic effect

29 ISWEC Characteristics Sealed hull, with no movable parts exposed to marine environment Adaptability to wave variations Reduced environmental impact Ease of maintenance Optimization for Mediterranean Sea Wave as input: Small period High slope Output: Large hull rotation High gyrocopic effect

30 System Design 1) Design of the system based on specific wave parameters: Hull, Gyroscope, PTO, Moorings 2) Productivity analysis with real wave data measured at the installation site 3) Optimization

31 System Design Methods Multibody model for the conversion system Hydrodynamics model of the hull with Ansys Aqwa

32 Current and future milestones 2012 Pantelleria, 1: PROMO, 1:1 Pantelleria 1MW

33 Real Scale 60kW (Mediterranean) Full scale prototype Designed for: Pantelleria Launch: June 2013 Productivity: 150Mwh Size: 10m x 15m

34 FULL SCALE PROTOTYPE Wave: T = 6.7s H = 1.6m J = kgm2/s I = 4*J phi dot = 800rpm c = 150 knm*s/rad k = 150 KNm/rad

35 Productivity Iswec Full scale

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