Rinnovabili • Progetto europeo Floatech,

Progetto europeo Floatech, il workshop finale 

Sviluppato un codice di simulazione open source e un nuovo modello di stima del costo unitario di produzione dell’energia

Progetto europeo Floatech,
Ing. Giancarlo Troise, Prof. Domenico Coiro

Si è concluso all’Università di Berlino, con un workshop finale riservato ai partner e agli addetti ai lavori, il progetto europeo Floatech, dedicato allo sviluppo della tecnologia eolica offshore galleggiante.

Nella due giorni sono stati presentati i principali risultati ottenuti nel progetto che, con la sua estensione Floatfarm, rappresenta il futuro dell’eolico offshore. 

Il primo giorno è stato riservato ai soli partner di progetto, che hanno presentato e discusso, con taglio tecnico spinto, i risultati ottenuti. Il secondo giorno è stato, invece, dedicato alla stampa e ad un pubblico ampio di addetti ai lavori, a cui l’Università di Berlino, quella di Delft e Seapower hanno illustrato i principali risultati del progetto con un approccio più divulgativo. La compagine coinvolta nel progetto comprende 9 partners provenienti da 4 paesi europei (Francia, Olanda, Germania e Italia). Nel corso del progetto, finanziato dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 e coordinato dall’università di Berlino (TU Berlin), sono stati affrontati diversi temi connessi all’eolico offshore galleggiante. 

Uno degli obiettivi fondamentali del progetto è stato lo sviluppo e la validazione di un codice di simulazione open source, QBLADE-OCEAN, per l’analisi del comportamento delle turbine galleggianti, che implementa soluzioni di modellazione avanzata e consente di considerare, in maniera integrata, la risposta dei diversi sottosistemi (aerogeneratore, controllo, piattaforma, ormeggi, strutture) che compongono un sistema complesso come una turbina eolica galleggiante. Sono stati, inoltre, sviluppati due diversi sistemi di controllo innovativo, il primo orientato a ridurre le oscillazioni della piattaforma e le fluttuazioni di potenza di una turbina galleggiante, il secondo inteso a ridurre gli effetti della scia in una fattoria di turbine galleggianti, mirando ad un incremento della produzione energetica complessiva. Nell’ambito di Floatech, Seapower, oltre ad aver collaborato a diversi tasks dedicati a tali obiettivi, è stata impegnata come work package leader in una delle attività conclusive del progetto, connessa con la valutazione tecno-economica delle tecnologie di controllo sviluppate, costruendo un modello di stima del Levelized Cost Of Energy (LCOE), un parametro che rappresenta il costo unitario di produzione dell’energia per MWh generato. 

Oltre ai ricercatori dei team direttamente coinvolti nel progetto, che hanno presentato i principali risultati raggiunti, all’evento finale sono intervenuti diversi attori del settore delle energie rinnovabili, tra cui Enrico Degiorgis (Policy Officer del RTD DG dell’Unione Europea) e Lizet Ramirez (Wind Offshore Senior Analyst presso WindEurope), che ha condotto una panel session sul futuro del settore offshore galleggiante, cui hanno partecipato esponenti del mondo accademico e dell’industria del settore.

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Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.