I progetti TRAP, TA.BASCO, PROMO
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- Giancarlo Barone
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1 Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture I progetti TRAP, TA.BASCO, 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? Con quale potenza? Quali caratteristiche?
4
5 Pne n = s j= 1 γ q j ( h j h y j )
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7 85-90 MEuro Scambio sul posto Ritiro dedicato
8 Numero di impianti individuati per classe di potenza Numero e percentuale di impianti per classi di Pni, in kw ATO Provincia def. > Totale 1 NO, VB 2 VC, BI 3 TO 4 CN 5 AT 6 AL A B A B A B A B A B A B
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 Prove di laboratorio Banco Prova su banco prova
18 TA.BASCO Turbina cinetica a basso costo Partners: DELTATRONIC, Politecnico di Torino (DIATI, DIMEAS), B4E, NIMBUS Periodo:
19 TURBINE CINETICHE Vale la pena? Con quale potenza? Quali caratteristiche?
20 TURBINE CINETICHE Velocità basse (<1 m/s)? Sezioni dei canali limitate (<100 m 2 )? Potenze basse (<1kw)? Vale la pena? Dipende dal costo! Utilizzo: Alimentazione strumenti di misura e trasmissione, Piccole utenze in isola
21 TURBINE CINETICHE
22 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:
23 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
24 Activities in PROMO Primary Resource Analysis The technology: ISWEC Design Numerical Modeling Prototyping Experimental Tests Development of Adaptive Control Systems
25 Primary Resource Analysis
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27 Primary Resource Analysis Analysis of wave characteristics and energy distribution through available data Wave monitoring in the installation site (Pantelleria ) Environmental Impact Assessment
28 ISWEC Inertial Sea Wave Energy Converter
29 ISWEC Working Principle The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO
30 ISWEC Working Principle The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO
31 ISWEC Working Principle The mechanical power at the axis is converted in electric by a PTO
32 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
33 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
34 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
35 System Design Methods Multibody model for the conversion system Hydrodynamics model of the hull with Ansys Aqwa
36 Current and future milestones Pantelleria, 1: PROMO, 1:1 Pantelleria 1MW
37 Real Scale 60kW (Mediterranean) Full scale prototype Designed for: Pantelleria Launch: June 2013 Productivity: 150Mwh Size: 10m x 15m
38 FULL SCALE PROTOTYPE Wave: T = 6.7s H = 1.6m Total Mass [t] Central shell Mass [t] 94.5 Single buoyant lateral Mass [t] 26.1 Single buoyant Added Mass [t] 33.0 Single buoyant lateral Mass - Total [t] 59.1 Mass gyro unit [t] 100 Diameter of flywheel [m] 2 Periods of peak pitch [s] 5 J = kgm2/s I = 4*J phi dot = 800rpm c = 150 knm*s/rad k = 150 KNm/rad
39 Productivity Iswec Full scale
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Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture. Il Minihydro dagli acquedotti montani al mare
Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture I progetti TRAP, TRAME, PROMO Il Minihydro dagli acquedotti montani al mare TRAP Progettazione e realizzazione di innovativa
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