A Pantelleria si prova a ricavare energia dalle onde del mare
La nuova sfida delle energie rinnovabili potrebbe derivare dallo sfruttamento del moto ondoso. Un mercato potenziale da mille miliardi di dollari, secondo le stime del World Energy Council, che presenta però ancora varie criticità, legate alla presenza di parti mobili esposte all’ambiente marino, alle sostanze inquinanti a bordo, alla onerosa e complicata manutenzione dei componenti immersi, nonché alla limitata adattabilità alle condizioni del moto ondoso.
Credono fortemente in tale settore i ricercatori del Politecnico di Torino, che in collaborazione con l’azienda Aris hanno realizzato e sperimentato un innovativo sistema per lo sfruttamento dell’energia marina chiamato Inertial sea wave energy converter, ossia un convertitore di energia del moto ondoso a ridotto impatto ambientale, privo di parti mobili in acqua, di facile manutenzione, adattabile alle diverse tipologie di onde e idoneo perfino ad applicazioni in mari chiusi.
Ma come funziona questo sistema capace di ricavare energia dalle onde del mare?
Si tratta di una tecnologia flessibile ad alta efficienza, costituita da una struttura galleggiante ormeggiata al fondale marino, al cui interno è installato un gruppo giroscopico che converte il moto ondoso in energia elettrica. In pratica, l’onda incidente provoca un moto di beccheggio e l’interazione col volano rotante genera la coppia giroscopica. Se lo spin del volano è controllato in base a un algoritmo di previsione a lungo termine delle condizioni d’onda, al controllo del generatore provvede un algoritmo di previsione a breve termine della prossima onda incidente.
I vantaggi competitivi del sistema Iswec sono dati dal sistema stagno, dalla scalabilità e dal controllo dinamico. Per quanto riguarda il primo punto, va notata l’assenza di parti mobili esposte e quindi la ridotta manutenzione. In merito al secondo aspetto, i benefici derivano dalla semplicità di industrializzazione e dalle varie taglie di potenza che si possono realizzare. Infine, il controllo dinamico prevede l’algoritmo di previsione dell’onda e l’adattabilità alle più varie condizioni.
Se fino ad oggi la sperimentazione di sistemi capaci di sfruttare il moto ondoso è sempre avvenuta negli oceani, questa nuova tecnologia è stata pensata specificatamente per il Mare Mediterraneo, che rispetto all’oceano ha onde più piccole ma più frequenti. Tale soluzione potrebbe inoltre rivelarsi particolarmente utile laddove è più difficile produrre energia, ossia sulle isole, attualmente alimentate da fonti energetiche non sostenibili e vincolate alla rete continentale.
Dopo lunghi anni di studio, Wave for Energy, la start-up del Politecnico di Torino sorta nel 2010 per proporre soluzioni innovative specialmente nel campo delle tecnologie verdi, ha installato il primo impianto Iswec nell’isola di Pantelleria. Si tratta di una struttura galleggiante capace di produrre 150 MWh annui, sufficienti a soddisfare il fabbisogno di circa duecento famiglie. Questo innovativo primo prototipo (lungo 15 m, alto 5 e largo 8) avrà le funzioni di un desalinizzatore e servirà quindi a fornire energia per la produzione di acqua dolce, un bene di cui scarseggiano le isole. Realizzato in metallo, è costituito da uno scafo stagno privo di parti mobili in acqua, per garantire la massima efficienza e un minore impatto ambientale.
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A bordo non sono presenti sostanze inquinanti, mentre lo stesso ormeggio è stato progettato per non danneggiare l’ecosistema, visto che le tre ancore sono state poste a 40 metri di profondità su un fondale roccioso, per non nuocere alle posidonie. Alla produzione di energia provvedono i due gruppi di conversione giroscopici (volani da 10 tonnellate l’uno), opportunamente azionati dal moto ondoso, che presenta caratteristiche più stabili rispetto ad altre fonti pulite, quali sole e vento, risultando quindi più prevedibile.
Questa tecnologia riesce ad adattarsi alla variazione della lunghezza d’onda del mare ed è in grado di regolare la sua capacità produttiva. Come spiegato dai progettisti, l’impianto si presenta come una specie di barca dove il sistema di conversione è collocato all’interno, così che risulta notevolmente più sicuro a livello di inquinamento e manutenzione.
A questo primo prototipo ne seguirà un altro, che verrà installato nel corso del 2015 e sarà collegato alla rete di Pantelleria per la produzione di energia elettrica. Al finanziamento dei progetti provvedono le Regioni Piemonte e Sicilia. Si preannuncia un notevole vantaggio per l’isola, che attualmente si serve da un’inquinante centrale termoelettrica a gasolio, col carburante che viene trasportato via nave dalla terraferma, immaginate con quali problemi nel caso di condizioni meteorologiche avverse. Notevole sarà anche il beneficio economico per Pantelleria, legato al risparmio rispetto alla centrale a gasolio e calcolato da Wave for Energy in ben 983.632 euro.
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Intanto, la start up del Politecnico di Torino allarga i suoi orizzonti e progetta da tempo altri interventi non solo in Italia (ad esempio col primo impianto offshore da 1 MW in Sardegna per il fabbisogno energetico di duemila famiglie), ma anche all’estero, più precisamente in Spagna, Marocco e Cile.
L’evoluzione della tecnologia per lo sfruttamento dell’energia delle onde potrebbe garantire un’ottima alternativa alle altre fonti rinnovabili, che richiedono l’occupazione di terra. Il moto ondoso dei nostri mari riserva piacevoli sorprese per il futuro dello sviluppo sostenibile.
Penso che siano necessarie alcune puntualizzazioni in merito ai sistemi O.W.C. (Oscillating Water Columns), dato che molte tecnologie, apprezzate a livello Mondiale, hanno recentemente chiuso nel giro di pochi mesi i battenti.
Il sistema “nertial sea wave energy converter”, si basa su sistemi giroscopici (simili a quelli adottati, a suo tempo, anche presso la Sapienza da un noto professore), questo è il cuore del sistema.
È evidente che in relazioni alla produzione d’energia, si possa poi procedere all’utilizzo della stessa per desalinizzare l’acqua, produrre gas sintetici come idrogeno idrometano metano, carburanti sintetici col sistema GtL (Gas to Liquid, brevetto risalente al 1925, in Germania), trattare rifiuti, etc.
A livello Europeo la media che si utilizza per il consumo procapite per famiglia va dai 3,5 MW ai 4,0 MW, valori di consumo annuo adottati in genere come riferimento (per volare bassi).
Se consideriamo il valore citato “Si tratta di una struttura galleggiante capace di produrre 150 MWh annui, sufficienti a soddisfare il fabbisogno di circa duecento famiglie.”, abbiamo la disponibilità di 750 kW per famiglia, per semplificare 0,750 MW, quindi meno di un megawatt rispetto alla succitata media di 4 MW per famiglia.
È sicuramente e comunque positivo che vi siano tecnologie O.W.C. che dimostrino che anche nel Mediterraneo o altri mari Italiani, sia possibile produrre energia.
Bisogna precisare, però, che in conferenze Internazionali (di cui la scorsa settimana), in Danimarca, ed altre a Bilbao (il Portogallo è una delle prime nazioni nel settore energetico marino e reti elettriche), si parla di tecnologie altamente performanti di nuova generazione, ma, se domandate i nominativi delle aziende che hanno la possibilità di mettere in mare/oceano questi sistemi, gli accademici, ed i rappresentanti delle tecnologie più conosciute, presenti durante queste riunioni di carattere internazionale, vi risponderanno (come hanno risposto a noi), che si tratta di ipotesi, i sistemi non esistono e quelli messi in mare sono costantemente in riparazione.
Se io, ad esempio, certifico una tecnologia Italiana per la produzione d’energia marina, specificatamente da moto ondoso, non mi limito ad effettuare i canonici test, prototipi iniziali, ed a seguire, ma cerco di ottenere anche una certificazione matematica presso uno dei più importanti centri a livello mondiale quali l’EMEC o il WavEC, questo per avere una conferma anche da un ente CERTIFICATORE esterno, indipendente.
Se poi consideriamo che bisogna soddisfare, per avere prospettive future, le esigenze d’investitori che richiedono un ritorno economico minimo dell’8%, così come i fondi d’Investimento, cioè avere dei BP che stiano “in piedi”, per consentire un reale ammortamento della tecnologia, bisogna dal punto di vista produttivo dell’energia da fonte rinnovabile, quale l’energia dal moto ondoso, essere consci che i sistemi PTO, le amplitudini o frequenze o altezze d’onda, gli effetti antenna etc. di detti sistemi, di fatto, determinano lo stato dell’arte dei sistemi stessi, quindi i rendimenti VERI.
Si rammenta che il calcolo dei sistemi da “MOTO ONDOSO” è uno fra i più complessi, quindi, certificare i sistemi è necessario e, nello specifico, il centro “WavEC” (numero uno al mondo del settore, in Portogallo, dove sono stati testati i più importanti sistemi O.W.C.), utilizza programmi del MIT (Massachusetts Institute of Technology), ed è considerato attualmente uno dei centri mondiali d’eccellenza per tali tecnologie.
È per questo motivo, che il nostro sistema TRITON ha ricevuto da tale ente CERTIFICATORE “WavEC”, non solo CERTIFICAZIONE POSITIVA, ma, una fra le più positive e, in un ambito di collaborazione Internazionale, ha richiesto di seguire la nostra tecnologia, considerata una delle più performanti a livello mondiale, adattabili a tutti i siti marini.
Il “WavEC” ha certificato TRITON per la messa in mare in Adriatico, uno dei mari più difficili per il modesto moto ondoso presente, stabilendo che piccoli sistemi boa da 7 kW sono in grado, con onde di soli 70 cm di altezza, di produzioni minime del 50% della targa elettrica, semplificando 3,5 kW ora.
A breve verrà anche certificato un sistema identico in grado di produrre energia nel lago di Garda, dove sono già in corso contatti con la Provincia Autonoma di Trento (questo perché un sistema deve produrre veramente con modesto moto ondoso), per l’istallazione.
Stessa cosa per un sistema che dovrebbe essere autorizzato presso la Diga Foranea di Genova.
Nel contempo è in corso l’iscrizione al “WAVE ENERGY PRIZE” indetto dal DOE Americano (U.S. DEPARTMENT OF ENERGY), questo per dimostrare che tecnologie Italiane meno pubblicizzate possono sfidare i migliori sistemi a livello planetario e in questa competizione le nostre aspettative sono di arrivare in finale.
Quindi, e fondamentale arrivare alla fine del percorso, con tecnologie utili, performanti, a bassa complessità e di elevata produttività.
Cordiali saluti a tutti.