La trasmissione elettroidrostatica (EPU) di MOOG diventa il cuore pulsante del sistema di conversione energetica del moto ondoso sviluppato dal Politecnico di Torino. Un’esperienza che dimostra le grandi potenzialità innovative che possono derivare dall’utilizzo della tecnologia elettroidrostatica oil-embedded in sistemi in cui si devono gestire forze importanti con grande efficienza e affidabilità.
Sviluppato da Wave for Energy, spin-off dell’ateneo piemontese, ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter) è un sistema concepito per convertire il moto delle onde marine in energia elettrica con l’obiettivo di renderla disponibile per impianti off-shore o immetterla nella rete elettrica per dare corrente a comunità costiere. Le basi del progetto risalgono al 2006, quando il Politecnico di Torino si pose l’obiettivo di mettere a punto un sistema in grado di produrre energia rinnovabile dalle risorse ondose presenti nel Mar Mediterraneo. L’idea alla base del progetto? Sviluppare un convertitore di energia tutto incluso: uno scafo, un galleggiante, da cui uscisse semplicemente un cavo elettrico che potesse dare energia.
La tecnologia EPU per il Power Take Off
Giovanni Bracco, PoliTO
«L’estrazione di energia da un sistema di questo tipo ha bisogno di grandi forze e basse velocità, spiega Giovanni Bracco, Ricercatore Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale del PoliTO. E’ questo il motivo che ha spinto il Politecnico di Torino a scegliere la soluzione elettroidrostatica che permettesse di convertire queste grandi forze in energia elettrica stabilizzata. Da qui la collaborazione con MOOG per lo sviluppo di un sistema PTO, Power Take Off, che consentisse di convertire il moto irregolare di un albero in energia elettrica stabilizzata con la massima efficienza e affidabilità». La trasmissione elettroidrostatica oil-embedded fornita da Moog permette di gestire le potenze irregolari derivanti da una fonte di energia di moto ondoso utilizzando un minor numero di componenti rispetto alle trasmissioni elettromeccaniche permettendo di ottenere una trasmissione di energia più efficiente ed affidabile. In questo modo si sono superati i limiti di potenza associati all’utilizzo di soluzioni elettromeccaniche consentendo di sviluppare convertitori di energia del moto ondoso con rendimenti di gran lunga più performanti.
La trasmissione elettroidrostatica oil-embedded fornita da Moog permette di gestire le potenze irregolari derivanti da una fonte di energia di moto ondoso utilizzando un minor numero di componenti rispetto alle trasmissioni elettromeccaniche
Energy Converter ad alto rendimento
ISWEC è un sistema basato su modelli matematici complessi che sono stati traslati in algoritmi per sfruttare al meglio le dinamiche del moto ondoso. Come afferma Giovanni Bracco, «Da una formulazione matematica il progetto si è evoluto in un prototipo per poi arrivare all’implementazione di un sistema reale la cui efficienza e rendimento energetico sono largamente dipendenti dalla capacità generativa della tecnologia elettroidrostatica di MOOG».
Il sistema EPU per la trasmissione elettroidrostatica
Con MOOG il movimento è energia
Nella sua forma essenziale, il sistema è costituito da uno scafo galleggiante sigillato con al suo interno uno o più sistemi giroscopici collegati ad altrettanti generatori. Le onde provocano il beccheggio dell’unità, ancorata al fondale, ma libera di muoversi e oscillare. Il beccheggio viene intercettato dal sistema giroscopico collegati a generatori che lo trasformano in energia elettrica.
ISWEC converte il moto ondoso in energia elettrica grazie a un sistema inerziale basato sul principio della fisica classica della conservazione del momento angolare: le onde provocano l’oscillazione dello scafo che si trasmette a un volano in rotazione su un asse perpendicolare a quello di beccheggio e, per effetto giroscopico, viene prodotto un terzo moto perpendicolare utilizzabile per generare energia elettrica. «E’ come sfruttare la logica di frenata rigenerativa di un’auto ibrida per ricaricare le batterie, dice Bracco. La stessa cosa avviene con il nostro sistema che, frenato con sistemi inerziali, permette di estrarre energia elettrica».
I dispositivi EPU utilizzati
Mauro Bonfanti, PoliTO
Come spiega Bruno Fazzari, direttore commerciale di MOOG Italia, «La trasmissione elettroidrostatica – utilizzata anche per mettere a punto il sistema di test e simulazione – è composta da un Epu da 80 CC in ingresso e da un EPU da 19 CC in uscita. In mezzo sono presenti un ponte raddrizzatori di valvole passive – per permettere di raddrizzare il flusso bidirezionale generato dalla EPU primaria – e un sistema di accumulo per smorzare i picchi di potenza. «Lo scopo della trasmissione elettroidrostatica – dice Mauro Bonfanti, dottorando PoliTO – è quello di gestire le potenze derivanti dall’idroscopio interno al sistema per la generazione dell’energia ondosa. Per ottimizzare questo processo si deve raddrizzare il moto bidirezionale con un sistema di accumulazione che si occupa di gestire i picchi di potenza ed estrarre una potenza più pulita e gestibile verso il generatore a valle».
Innovazione collaborativa
Bruno Fazzari, direttore commerciale di MOOG Italia
L’esperienza tra MOOG Italia e Politecnico di Torino dimostra quanto l’innovazione dipenda oggi dalla capacità di sviluppare soluzioni ingegneristiche che nascono dalla condivisione di tecnologie e competenze diversificate tra fornitori leader dell’automazione e le Università. Un approccio di innovazione collaborativa che costituisce da sempre la chiave di successo di MOOG per riuscire a portare soluzioni avanzate in un numero sempre più ampio di realtà industriali per migliorare l’efficienza dei sistemi. L’utilizzo della tecnologia elettroidrostatica oil-embedded nel progetto ISWEC è rappresentativo delle potenzialità innovative di MOOG nel campo dell’automazione e controllo di movimento. Come afferma Bruno Fazzari, “Il nostro punto di forza è rappresentato dalla capacità di intervenire fornendo delle soluzioni altamente personalizzabili dal punto di vista ingegneristico risolvendo problemi complessi che la concorrenza spesso non è in grado di risolvere. La customizzazione è da sempre la parola d’ordine trasversale a tutta la nostra offerta di prodotti, servizi e soluzioni”.
