Lo strano e selvaggio mondo dell’energia delle onde è diventato ancora più strano

Tutti sanno com’è fatta una turbina eolica. Lo stesso vale per i pannelli solari. Ma nessuno standard di progettazione così onnipresente ha influenza nel campo emergente dell’energia del moto ondoso, dove praticamente tutto è permesso. Nell’ultimo sviluppo, la startup danese Wavepiston sta facendo passi avanti con un design che ondeggia seguendo il movimento delle onde come un serpente marino decostruito.

Dispositivo energetico ondoso simile a un serpente avvistato in mare

Wavepiston ha presentato il suo omonimo dispositivo Wavepiston nel Mare del Nord nel 2019. Il dispositivo sembra aver attirato l’attenzione dei ricercatori sull’energia del moto ondoso anche in altre parti del mondo.

Il Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha pubblicato un rapporto tecnico dettagliato sulla dimostrazione nel Mare del Nord presso la sua base di conoscenze condivisa di Tethys Engineering per l’energia rinnovabile marina. Il rapporto includeva un’analisi aziendale a supporto di un “piano di lancio sul mercato praticabile” per il dispositivo, sebbene la progettazione in fase iniziale richiedesse una serie di perfezionamenti.

Nelle ultime notizie in merito, lo scorso giugno la testata giornalistica Attività di energia offshore ha osservato che il programma danese di sviluppo e dimostrazione delle tecnologie energetiche ha fornito una sovvenzione di oltre 2 milioni di euro a Wavepiston e a due partner accademici, l’Università tecnica della Danimarca e l’Università di Aalborg, per ulteriori miglioramenti al dispositivo.

“La sovvenzione è per un progetto di collaborazione chiamato ‘Compositi, test ibridi e simulazioni per un convertitore di energia delle onde dirompente (COHSI-WEC)'”, ha osservato il giornalista Amir Garanovic.

Con il contributo della sovvenzione, Wavepiston e i suoi partner stanno lavorando a una riprogettazione che ridurrà il costo del dispositivo migliorandone al tempo stesso la durata e le prestazioni.

Come funziona

In un aggiornamento pubblicato il 4 ottobre, il ramo Oceani e pesca della Commissione europea ha osservato che il programma di assistenza alla preparazione BlueInvest dell’UE ha guidato altri 4,4 milioni di euro di finanziamenti azionari nell’iniziativa Wavepiston.

Wavepiston ha anche ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione dell’UE Orizzonte 2020 per un progetto dimostrativo situato presso il sito di prova della piattaforma oceanica delle Isole Canarie (PLOCAN), sei miglia nautiche a sud del porto di Las Palmas in Spagna.

«Il sistema dimostrativo in scala reale è costituito da un singolo Wavepiston WEC (la stringa) con 24 collettori di energia (lunghezza 200 m, larghezza 8 m) e un generatore a turbina sulla piattaforma PLOCAN per la conversione in elettricità», spiega Wavepiston. L’installazione è attualmente nelle fasi finali di costruzione, quindi rimanete sintonizzati per ulteriori informazioni.

Il progetto include un sistema di desalinizzazione integrato, così come un’altra dimostrazione Wavepiston finanziata da EU Horizon 2020, situata nella destinazione turistica di Isola Piana, al largo della costa della Sardegna.

Per quanto riguarda il funzionamento, è semplice, oppure no, a seconda dei casi. Wavepiston fornisce una spiegazione dettagliata della dinamica delle onde sul proprio sito web. Offrono anche una versione breve:

Nell’oceano una catena di collettori di energia è tesa tra due boe ancorate.

Quando le onde scorrono lungo i collettori di energia, le piastre si muovono avanti e indietro.

Le piastre mobili pompano l’acqua di mare in un tubo.

Il tubo conduce l’acqua pressurizzata a una turbina e/o a un sistema a osmosi inversa in un luogo asciutto e facilmente accessibile per la conversione energetica e/o la desalinizzazione.

I costi sono notevolmente ridotti grazie alla struttura leggera e flessibile, all’ormeggio ottimizzato e al design modulare.

Wavepiston rileva inoltre che il suo dispositivo utilizza materiali e tecnologie non inquinanti comunemente utilizzati nelle industrie offshore.

Maledizione al LCOE, avanti a tutta velocità

Wavepiston ha pianificato una dimostrazione pre-commerciale di 200 €/MWh entro il 2025. Quando sarà pronta per il lancio su scala industriale nel 2032, Wavepiston prevede di ridurre il costo a 40 €/MWh.

Per quanto riguarda cosa significhi in termini di concorrenza da parte dell’energia eolica, solare e di altre risorse rinnovabili, è una buona domanda. Gli analisti energetici utilizzano abitualmente un calcolo chiamato Costo livellato dell’energia per confrontare progetti energetici molto diversi per tipo e scala (vedi CleanTechnica’s copertura qui).

L’energia delle onde ha molto da recuperare in termini di LCOE. Come la cugina energia delle maree, l’energia delle onde è un settore completamente nuovo. Anche se gli ostacoli tecnologici stanno cadendo, queste nuove attività marine devono sviluppare economie di scala e di scopo per poter competere con forme più consolidate di energia rinnovabile.

Tuttavia, l’LCOE è solo una misura del valore. CleanTechnica ha partecipato alla conferenza Ocean Energy Europe del 2023 tenutasi a L’Aia il mese scorso, dove i soggetti interessati alle onde e alle maree hanno sostenuto che LCOE viene buttato fuori dalla finestra quando i consumatori di energia hanno bisogno di mettere le mani su kilowatt puliti.

Sia i dispositivi per l’energia delle onde che per quelli delle maree forniscono una serie di vantaggi chiave che danno loro un vantaggio in alcuni ambienti, un esempio sono le isole e altre località costiere off-grid.

I dispositivi per le onde e le maree sono particolarmente adatti per le destinazioni turistiche e i luoghi ecologicamente sensibili, in parte perché non occupano spazio prezioso sulla terraferma. A differenza delle turbine eoliche offshore, hanno anche un profilo costiero estremamente basso.

Come notato da Wavepiston, l’integrazione di un sistema di desalinizzazione dell’acqua potrebbe anche aggiungere valore ai sistemi di energia del moto ondoso per le comunità costiere che soffrono di scarsità di acqua dolce. Inoltre, l’energia del moto ondoso è disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7, il che può ridurre i costi associati allo stoccaggio dell’energia.

Un altro percorso di riduzione dei costi in fase di esplorazione è l’idea di collegare i dispositivi per l’energia del moto ondoso con parchi eolici offshore e pannelli solari galleggianti. Anche le parti interessate dell’acquacoltura fanno parte di questo movimento multiuso.

I dispositivi Wave Energy sono come le impronte digitali e le orecchie

Un altro tema ricorrente della conferenza Ocean Energy Europe è stata l’intercooperazione tra i circa 30 siti di test sull’energia del moto ondoso sparsi in tutto il mondo. Sembra che siano in corso progressi anche su questo fronte.

Qui negli Stati Uniti, ad esempio, il programma TEAMER mira a fornire agli innovatori dell’energia del moto ondoso di tutto il mondo l’accesso alla rete nazionale di siti di test sull’energia marina, compresi siti in oceano aperto, serbatoi chiusi e altre strutture di laboratorio.

Il sito di test sull’energia del moto ondoso più ambizioso negli Stati Uniti è PacWave South, al largo della costa dell’Oregon, che è ancora in costruzione. Quattro promettenti dispositivi per l’energia del moto ondoso sono già in programma per utilizzare la struttura collegata alla rete in oceano aperto una volta che sarà pronta per l’azione nel 2025 (vedi altro CleanTechnica Copertura PacWave qui).

Le quattro aziende partecipanti sono CalWave Power Technologies Inc., C-Power, Littoral Power Systems e Aquaharmonics, in uno sforzo congiunto con la Portland State University. PacWave South fornirà loro un test nella vita reale delle condizioni dell’oceano aperto, tra cui la corrosione dell’acqua salata, la marcia infinita della pressione delle onde e le condizioni delle onde estreme.

I quattro progetti sono attualmente sottoposti a verifiche pre-prototipo su misura con l’assistenza di esperti del National Renewable Energy Laboratory, una filiale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

“Come le impronte digitali e le orecchie, non esistono due dispositivi che producono energia ondulatoria esattamente uguali”, osserva NREL.

E come. Il convertitore di onde simile a una chiatta di CalWave ha già attraversato il CleanTechnica radar, così come il dispositivo Stingray di C-Power, l’elegante design verticale Aquaharmonics e il sistema di turbine a forma di imbuto di Littoral che può essere applicato anche alle infrastrutture onshore.

Se ti sei imbattuto in alcuni interessanti progetti di nuova energia delle onde, lasciaci una nota nel thread dei commenti.

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Immagine: il convertitore di energia delle onde distribuisce stringhe di piastre ondulate sottomarine (per gentile concessione di Wavepiston).