Finanziato dall’Unione europea con oltre 4 milioni di euro, il progetto “Mega PTO Wave”, coordinato da Wavec-Offshore Renewables di Lisbona, vede per l’Italia la partecipazione dell’Istituto Sant’Anna di Pisa. L’obiettivo: catturare l’elettricità dalle onde dell’oceano per ottenere una risorsa inesauribile, pulita e promettente per il futuro.
Energia marina immagazzinata nelle onde
Ottenere una produzione pulita e affidabile di energia elettrica dal moto ondoso. La sfida di catturare l’elettricità dalle onde dell’oceano passa dal progetto di ricerca Horizon “Modular Electrical Generator PTO System For Wave – Mega PTO Wave”, coordinato da Wavec – Offshore Renewables di Lisbona. Energia Italia News ne ha parlato con Marco Fontana, docente di meccanica applicata alle macchine dell’Istituto di Intelligenza Meccanica e responsabile scientifico del progetto per la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Senza troppi giri di parole, l’esperto ammette: “L’energia trasportata dalle onde del mare ha un ottimo potenziale per essere sfruttata come fonte di energia rinnovabile per la produzione di elettricità. Il moto ondoso è infatti una fonte interessante per la sua abbondanza a livello globale, la sua prevedibilità nei mari e la possibilità di essere integrato con altre fonti di energia rinnovabile nelle infrastrutture costiere”. In materia di energia pulita dal mare, è bene ricordare che si trova in Turchia la centrale elettrica alimentata dal moto ondoso più grande al mondo.
Sviluppare un sistema affidabile ed economico
Purtroppo, allo stato attuale, l’energia marina immagazzinata nelle onde è una risorsa pressoché inutilizzata. “Convertire in modo efficiente ed economicamente sostenibile l’energia del moto ondoso rappresenta una sfida complessa”, riprende Fontana. Precisando poi che “la combinazione di un ambiente ostile, le difficoltà di installazione e manutenzione e la variabilità della risorsa complicano il problema ingegneristico”. E qui entra in campo il progetto “Mega PTO (Power Take Off) Wave”, finanziato dall’Unione europea con oltre 4 milioni di euro, per riuscire ad ottenere una produzione pulita e affidabile di energia elettrica dalle onde dell’oceano.
Puntualizza ancora l’esperto: “Le sfide da affrontare sono numerose. La principale consiste nello sviluppare un sistema che risulti sia affidabile sia economico. Questo deve poter resistere alle significative variazioni dell’energia delle onde, inclusi i picchi durante tempeste e mareggiate, mentre deve anche operare in modo efficiente in condizioni di mare più calme e mantenere bassi i costi di produzione”. In tal senso, prosegue l’esperto, “il sistema in fase di sviluppo in questo progetto adotta un innovativo tipo di generatore modulare abbinato a un sistema di moltiplicazione della velocità che utilizza ingranaggi magnetici. Una soluzione, questa, che permette di minimizzare l’usura e di sopportare condizioni di sovraccarico”.
Impiego di tecniche di intelligenza artificiale
Dunque, nell’ambito del progetto (iniziato il primo maggio 2024, avrà una durata di 48 mesi) sarà realizzato un sistema intelligente e scalabile, in grado sia di essere adattato facilmente alle differenti condizioni del mare presenti nei diversi luoghi di installazione sia di continuare a funzionare anche in caso di guasto parziale. La soluzione che conferisce queste caratteristiche impiega (appunto) macchine modulari combinate con ingranaggi magnetici e incorpora tecnologie elettriche ed elettroniche di potenza adattabili.
Questa modularità, unita alla progettazione di sistemi di controllo avanzati e basati su tecniche di intelligenza artificiale (l’AI, e in particolare il Machine Learning, verrà applicata per il controllo dei dispositivi con l’obiettivo di ottimizzare l’energia prodotta durante l’operatività), darà vita a un sistema robusto, facile da produrre, trasportare, installare, manutenere, rimuovere e riciclare rispetto alle attuali alternative.
Proprio la modularità rappresenta “l’elemento chiave per garantire la scalabilità del sistema e la sua capacità di adattarsi a diversi siti di installazione”, ammette Fontana. Che rimarca: “Le onde del mare variano molto da un luogo all’altro e, per estrarre in modo efficiente la loro energia, è necessario un dispositivo ad hoc. Tuttavia, sviluppare numerosi modelli differenti annullerebbe la possibilità di beneficiare delle economie di scala”. Ragione per cui, conclude, “nel progetto Mega PTO Wave viene proposto un sistema modulare, costituito da unità che possono essere assemblate in numero variabile per ottenere la potenza desiderata. Ciò consente di combinare adattabilità ed economia di scala”.
