Sale la marea
L’energia dalle maree ha le potenzialità per essere un’importante fonte alternativa e rinnovabile a livello mondiale. Una società scozzese collabora con SKF per sviluppare turbine a flusso di marea galleggianti che riducano i costi di produzione dell’energia elettrica.
Orbital
Orbital Marine Power Ltd è stata fondata nel 2002.
La società dà lavoro a 26 dipendenti nelle sedi di Edimburgo e nelle isole Orcadi.
Nel 2016 ha realizzato l’innovativa SR2000, che con i suoi oltre 3 Gwh di energia prodotta nei 12 mesi di collaudo, è stata la più potente turbina a flusso di marea del mondo.
Orbital Marine Power Ltd, azienda scozzese leader nello sviluppo di turbine a flusso di marea, punta a commercializzare la propria tecnologia. L’obiettivo, secondo il CEO Andrew Scott, è “sviluppare l’energia mareomotrice a livello commerciale per offrire una nuova fonte rinnovabile al mercato mondiale”. La potenzialità energetica supera i 100 gigawatt ma, come spiega, il costo delle tecnologie che sfruttano l’energia da correnti di marea rappresenta il principale ostacolo. “Questo è il punto che intendiamo cambiare”, dichiara Scott.
I componenti e la configurazione di base delle turbine mareomotrici sono analoghi a quelli delle turbine eoliche, ma devono far fronte alla particolare densità e umidità dell’ambiente marino. “La vera differenza riguarda la sistemazione della gondola, e in quel contesto, la nostra piattaforma galleggiante opera come la torre di una turbina eolica”, precisa Scott. “Ma è più sofisticata perché deve far fronte all’aggressività delle correnti di marea”.
European Ocean Energy ERA-NET
Ocean Energy ERA-NET coordina i programmi di finanziamento europei per la promozione della ricerca e dell’innovazione nel campo dell’energia marina. L’obiettivo è contribuire a mantenere e accrescere la posizione di preminenza dell’Europa in questo settore, sviluppare e commercializzare soluzioni a basso impatto ambientale, ridurre i costi energetici e favorire la crescita di posti di lavoro.
Otto i paesi e le regioni che hanno ricevuto i finanziamenti stanziati dal programma dell’Unione europea Orizzonte 2020 per la ricerca e l’innovazione, precisamente Paesi Baschi in Spagna, Bretagna e Paesi della Loira in Francia, oltre a Irlanda, Portogallo, Scozia, Spagna e Svezia.
Il progetto unisce i principali attori della catena di fornitura e i partner strategici di Orbital per realizzare una soluzione a prova di obsolescenza e con un ridotto profilo di rischio per favorire i finanziamenti.
Per la commercializzazione delle turbine a flusso di marea è determinante lo sviluppo di sistemi di controllo del passo delle pale. “Puntiamo ad aumentare il rendimento delle nostre macchine fino al 50 percento, allineando il livello di prestazioni a quello di tecnologie più mature”, commenta Scott. Il consorzio European Ocean Energy ERA-NET Cofund (v. riquadro) ha garantito un finanziamento di 1,2 milioni di euro per lo sviluppo di tale sistema di controllo, che è stato integrato nella nuova turbina galleggiante Orbital O2 2MW di Orbital.
Puntiamo ad aumentare il rendimento delle nostre macchine fino al 50 percento.
Andrew Scott, CEO, Orbital Marine Power Ltd
“Riteniamo che il modo più semplice per ridurre il costo complessivo dell’energia sia impiegare pale dei rotori più lunghe, che catturino più energia dalle correnti di marea”, osserva Scott. “Anche se, aumentando la lunghezza delle pale, aumentano i carichi risultanti e le difficoltà. Il sistema di controllo del passo ci permette appunto di regolare con maggiore precisione l’incidenza dei carichi sulle pale, una soluzione importante ai fini dell’economicità di questo tipo di tecnologia”.
Il sistema galleggiante fa sì che, in caso di manutenzione, ispezione e riparazione, tutti i componenti siano prontamente accessibili, con tempi di fermo minimi e l’impiego di barche di supporto standard. L’ancoraggio delle turbine galleggianti è simile a quello di una nave, come dice Scott, che spiega: “A parità di capacità installata, i sistemi fissi sul fondo marino sono difficilmente accessibili e impongono l’uso di navi e attrezzature costose. I tempi per le operazioni di accesso, recupero e riparazione delle turbine si dilatano e, di conseguenza, anche i fermi macchina. I nostri costi sono minimi rispetto a quelli dei concorrenti e alla fine il profilo di rischio per investitori e catena di fornitura è completamente diverso”.
Con la maggiore fiducia e consapevolezza di investitori e governi circa la soluzione che l’energia dalle maree può offrire, assisteremo a una crescita del mercato.
Andrew Scott, CEO, Orbital Marine Power Ltd
La turbina è stata collaudata presso lo European Marine Energy Centre nelle isole Orcadi, al largo della Scozia. “Le isole Orcadi sono caratterizzate dalla presenza di forti correnti di marea, che sono valse il titolo di Arabia Saudita dell’energia marina”, osserva Scott. “La turbina è stata installata in uno dei punti in cui le correnti sono più forti e è stata collegata a un cavo sottomarino esistente per il trasporto dell’energia elettrica alla rete locale. Si è trattato della fase di collaudo di questa tecnologia, che fornirà tutti i dati necessari a validarne le prestazioni, con un obiettivo temporale di 15 anni, utile a valutare l’affidabilità nel lungo periodo”.
Scott aggiunge che il progetto aiuterà Orbital Marine ad acquisire l’esperienza necessaria a ridurre i costi della tecnologia. “Con la maggiore fiducia e consapevolezza di investitori e governi circa la soluzione che l’energia dalle maree può offrire, assisteremo a una crescita del mercato”.
Moduli SKF per il controllo del passo
l modulo per il controllo del passo (pitch control) destinato alla tecnologia di Orbital Marine sarà realizzato nello stabilimento svedese di SKF a Göteborg, specializzato in soluzioni avanzate. Il dispositivo assicura la rotazione di due set di pale che formano un rotore del diametro di 20 metri attorno al proprio asse; il profilo di flusso può essere adattato alle effettive velocità delle correnti di marea. Regolando l’angolo di attacco si può ottenere una potenza in ingresso costante, velocità nominale della corrente di marea.
Dice Michael Baumann, business development manager Marine and Ocean Energy di SKF: “Il team Ocean Energy collabora fattivamente con gli sviluppatori dei più avanzati prototipi di turbine a flusso di marea e i fornitori dei relativi componenti per contribuire all’affidabilità dei progetti sin dalle fasi iniziali”. Poiché le turbine eoliche e i sistemi di propulsione navale come i pod elettrici presentano analoghe difficoltà, SKF può sfruttare la sua conoscenza tecnica per le turbine a flusso di marea.
Tra i vantaggi diretti, un miglior controllo della coppia motrice, che favorisce un aumento del 50 percento dell’area interessata del dispositivo (rotore con diametro da 16 a 20 metri) e un conseguente pari aumento del rendimento dell’attuale configurazione della turbina di Orbital. Il meccanismo offre un maggior controllo delle pale rispetto alla velocità nominale, che consente di ridurre la potenza e regolarne gli sbilanciamenti, riducendo così il carico eccessivo e la fatica su organi di trasmissione e struttura, con conseguente innalzamento dei limiti di fermo per motivi ambientali e della capacità di produrre energia anche in caso di malfunzionamenti di minore entità.
SKF ha collaborato con Orbital Marine allo sviluppo di una serie di turbine dimostrative su piccola e vasta scala, compresa l’innovativa SR2000. “SKF ha intuito le grandi potenzialità di questa tecnologia per il suo basso costo di installazione e esercizio”, osserva Baumann. “Siamo soddisfatti di contribuire con la nostra esperienza a realizzare una soluzione importante per ridurre i costi e accelerare l’implementazione delle turbine galleggianti di Orbital Marine”.
