L’UNIVERSITÀ “FEDERICO II” DI NAPOLI E SEAPOWER GUIDANO LA RICERCA ITALIANA SULL’ENERGIA DAL MARE CON PIVOT-OFFSHORE, UN INNOVATIVO SISTEMA PER TRASFORMARE IL MOTO DELLE ONDE IN ENERGIA PULITA E SOSTENIBILE
L’energia del mare, una risorsa per il futuro sostenibile
L’energia prodotta dalle onde rappresenta una delle fonti rinnovabili più promettenti. Questa risorsa naturale potrebbe accelerare la decarbonizzazione e favorire una transizione verso un’economia più sostenibile.
Secondo studi recenti, il potenziale teorico di energia disponibile dal moto ondoso varia tra 16mila e 30mila TWh all’anno. Nel 2024 il consumo energetico mondiale ha raggiunto 131.400 TWh, di cui l’86% proveniente da fonti fossili.
Nonostante la complessità delle stime, l’energia dal moto ondoso resta una delle soluzioni più interessanti per ridurre l’uso di combustibili fossili e affrontare la crisi climatica globale.
Il progetto PIVOT-Offshore: la ricerca italiana sull’energia delle onde
L’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, insieme con Seapower scrl, centro di ricerca dello stesso ateneo, specializzato nel campo delle energie rinnovabili, ha avviato il progetto PIVOT-Offshore.
L’obiettivo è sviluppare un sistema WEC (Wave Energy Conversion) offshore galleggiante per produrre energia elettrica dal moto ondoso.
Il dispositivo è composto da due elementi principali: una piattaforma ancorata al fondale marino tramite cavi in tensione (tensioned moorings) e una boa oscillante idrodinamicamente ottimizzata.
La boa trasforma l’energia delle onde in energia meccanica, poi convertita in elettricità attraverso un generatore.
Dalla costa all’offshore: l’evoluzione del sistema Pivot
Il progetto rappresenta l’evoluzione del brevetto Pivot, sviluppato da Seapower nel 2015.
La versione originale prevedeva una struttura fissa installata su infrastrutture costiere, come dighe foranee o moli.
Un modello Pivot di 5×3 metri, con pescaggio di 1,5 metri, installato in Sardegna, può generare fino a 20mila kWh all’anno, sufficienti ad alimentare circa dieci abitazioni.
Dopo due fasi di test in laboratorio, un modello su larga scala è stato collaudato nel porto di Civitavecchia.
Le prove hanno confermato i risultati osservati in condizioni controllate, dimostrando l’efficacia del sistema.
«Il nuovo concetto sviluppato, appunto PIVOT-Offshore, ha lo scopo di estendere le potenzialità del sistema a siti offshore, lontani dalla costa, aumentando così le possibilità di sfruttamento della risorsa energetica e riducendo l’impatto visivo dell’istallazione», spiega Domenico Coiro, presidente Seapower e professore al Dipartimento di Ingegneria Industriale-Sezione Aerospaziale, Università Federico II di Napoli.
Innovazioni nel sistema di conversione dell’energia
Il sistema PTO (Power Take-Off) introduce una novità rispetto alla versione precedente.
La catena cinematica che collega la boa al generatore include ora un raddrizzatore meccanico, capace di ottimizzare la produzione elettrica.
Questo dispositivo converte il movimento oscillatorio bidirezionale della boa, causato dalle onde, in un moto rotatorio unidirezionale.
Il movimento continuo in un’unica direzione permette al generatore di funzionare in modo stabile e con la massima efficienza.
«Il progetto di ricerca si svilupperà in due fasi. Nella prima fase verrà eseguita una serie di test su un banco di prova progettato per simulare l’azione delle onde in laboratorio, con lo scopo di indagare il comportamento della catena cinematica di conversione e l’efficacia del raddrizzatore meccanico. Nella seconda fase di sviluppo del sistema WEC, è prevista una serie di prove in vasca su un modello della struttura completa comprendente la piattaforma ormeggiata con cavi tensionati e la boa oscillante. La piattaforma alloggerà la catena cinematica per la conversione dell’energia, comprensiva del sistema di raddrizzamento del moto. I test condotti in vasca, presso l’Università Federico II di Napoli, avranno come obiettivo la valutazione in ambiente controllato della dinamica del sistema e dell’efficienza complessiva di conversione», continua il presidente Seapower.
Sviluppo del modello numerico e strategie di controllo
Le attività di ricerca si concentrano sulla creazione di un modello numerico del sistema di conversione.
Gli studiosi hanno adottato alcune semplificazioni, considerando solo il moto della boa e una piattaforma fissa, non interagente.
Questa fase è essenziale per sviluppare un codice di calcolo con due scopi principali:
- Il primo è valutare e ottimizzare le prestazioni del dispositivo per la progettazione finale.
- Il secondo è implementare strategie di controllo che regolano il funzionamento del sistema.
Il dispositivo deve operare in condizioni di mare variabili, adattando i parametri operativi, come il carico elettrico del generatore, per garantire sicurezza ed efficienza.
Verso l’ottimizzazione e la produzione reale
Lo studio si concentra ora sull’ottimizzazione delle prestazioni. L’impianto di conversione infatti, deve operare nelle diverse condizioni di mare.
I risultati del codice numerico saranno integrati nel sistema di controllo del dispositivo WEC, inizialmente per i test in laboratorio.
Successivamente, tali soluzioni saranno applicate al sistema completo, migliorando ulteriormente la produzione di energia e la stabilità operativa.
Il progetto PIVOT-Offshore rappresenta un passo decisivo per valorizzare l’energia del mare e sostenere la transizione energetica italiana verso un futuro più pulito e rinnovabile.
«Siamo convinti delle potenzialità di Pivot-Offshore, che rappresenta un sistema di conversione dell’energia dalle onde efficiente e versatile, con interessanti prospettive per l’avanzamento della maturità tecnologica dei sistemi WEC e per la diffusione dello sfruttamento delle fonti rinnovabili marine», conclude il prof. Coiro.
