Sull’onda dell’efficienza

Un sistema di generazione di energia alternativa utilizza il ControlLogix Pac Rockwell Automation Allen-Bradley e un algoritmo di controllo avanzato per generare energia dal mare in modo efficiente

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  • n.305 - Settembre 2022
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Livio Giumelli

Dal 2003 Wave Star è dedita allo sviluppo di una tecnologia commerciale di produzione di energia dalle onde. Con il suo nuovo prototipo da 500 kW, l'azienda ha rafforzato la propria posizione, diventando una delle maggiori aziende mondiali nel settore dello sfruttamento del moto ondoso per produrre energia.
Dopo oltre tre anni di operatività costante in mare, Wave Star ha verificato la fattibilità del proprio progetto brevettato, realizzando una macchina di prova in scala 1:10. La macchina sta operando senza interruzioni (superando tra l'altro più di 15 tempeste) con un livello minimo di manutenzione. Ciò rappresenta una vera svolta, a livello internazionale, nel campo della produzione di energia da onde.
Sin dall'inizio, Wave Star ha scelto Rockwell Automation come fornitore principale, adottando il suo ControlLogix Pac Allen-Bradley quale cuore pulsante del sistema. Già utilizzato con successo in applicazioni di produzione di energia off-shore ed energia pulita, ControlLogix sta rapidamente diventando il controllore di eccellenza nel settore.

Energia usata in continuo
Nel settembre 2009 è stato installato nel Mare del Nord, nei pressi della Danimarca, un prototipo della macchina commerciale di produzione energetica da moto ondoso da 500 kW. Lunga 40 m e con due galleggianti da 5 m di diametro, questa macchina rappresenta una versione della macchina completa. Collocata a 300 m dalle coste di Hanstholm nel Mare del Nord, ad una profondità di 7 m, la macchina è già collegata alla rete elettrica. Progettata per l'utilizzo operativo e la vendita nel 2011, la macchina completa misurerà 70 m e sarà dotata di 20 galleggianti.
Laurent Marquis, Direttore tecnico di Wave Star, spiega: “A differenza di altri progetti di produzione di energia dalle onde, la macchina Wave Star, che è basata sulla tecnologia offshore standard, non forma una barriera contro le onde, ma piuttosto è disposta ad angolo retto rispetto al moto ondoso; in questo modo, le onde corrono lungo l'intera superficie della macchina e l'energia è utilizzata in un processo continuo”.
Su ciascun lato della macchina Wave Star sono stati applicati dei galleggianti emisferici semisommersi; quando giunge un'onda, i galleggianti ne cavalcano la cresta e vengono sollevati, uno dopo l'altro, finché il moto ondoso non passa oltre. “Ogni qual volta un galleggiante viene sollevato”, continua Marquis, “un pistone inietta olio idraulico nel sistema di trasmissione della macchina a una pressione massima di 200 Bar. Il flusso di olio aziona un motore idraulico collegato a un generatore che produce l'elettricità”.
Poiché la lunghezza della macchina copre svariate onde, i galleggianti sono costantemente impegnati a catturare energia. La macchina è inoltre dotata di un efficiente sistema di sicurezza: quando le onde raggiungono una certa altezza, i galleggianti sono automaticamente sollevati dall'acqua.
Sebbene il progetto sembri semplice, la natura imprevedibile delle onde in termini di altezza, frequenza e lunghezza ha implicato la necessità di un sistema di controllo avanzato che consentisse di catturare quanta più energia possibile nel più efficiente dei modi: il sistema di controllo deve misurare e gestire molteplici variabili nel sistema idraulico - velocità, movimento, accelerazione, pressione e carichi - e lo fa utilizzando un algoritmo avanzato, sviluppato da Wave Star, in funzione su un ControlLogix Pac Allen-Bradley di Rockwell Automation, ampiamente collaudato in applicazioni industriali e off-shore.

La potenza del controllo
Per quanto semplice, la soluzione adottata da Wave Star è estremamente potente ed è un buon esempio di come una suite di sistemi di controllo, sistemi di visualizzazione e componenti I/O di un unico fornitore possano lavorare armoniosamente per raggiungere l'obiettivo desiderato, offrendo sia le funzionalità ad anello chiuso necessarie a Wave Star per gestire la produzione di energia, sia una perfetta visibilità del processo, informando l'operatore di tutte le variabili e funzioni importanti.
Rockwell Automation è parte integrante del progetto sin dal 2004. Il suo ControlLogix Pac Allen-Bradley è stato 'la mente' dell'iniziativa lungo la sua intera fase di sviluppo.
“Il livello di regolazione che il Pac deve raggiungere è estremamente complesso”, spiega Marquis. “Con molteplici galleggianti e numerosi ingressi, il traffico di dati è enorme, e il Pac deve gestirlo nel modo più efficiente possibile”. Flex I/O Allen-Bradley è un altro componente chiave dell'architettura, in quanto collega al Pac molti dei punti dove risiedono i dati, mentre la visibilità del processo, i valori di database e l'acquisizione dei dati cronologici è fornita da FactoryTalk View su un pannello operatore centrale. A completare la soluzione Rockwell Automation è poi la tecnologia Powermonitor Allen-Bradley, impiegata per raccogliere le informazioni sull'energia generata, come qualità del carico e della potenza. I dati sono poi inoltrati al controllore per ottenere un livello di produzione ottimale.
“Ho sempre apprezzato il lavoro e gli sforzi profusi dai tecnici Rockwell Automation in questo progetto”, commenta, infine, Marquis. “Il loro supporto è stato splendido e ho sempre avuto la sensazione che i tecnici fossero davvero coinvolti nel successo del progetto; ho lavorato con Rockwell Automation in passato in vari ruoli, in altre aziende, e la loro etica professionale in materia di supporto è sempre stata impeccabile”.

Sull’onda dell’efficienza - Ultima modifica: 2011-06-24T09:41:47+02:00 da Lucia Favara