Progetto PRIN PNRR SMART

Il Progetto PRIN (Progetto di Ricerca di Interesse Nazionale) SMART - Sea wave energy converters and MARine Tidal turbines, di cui il responsabile scientifico è il prof. Michele Mossa, si propone di fornire un contributo fondamentale alla ricerca avanzata e al trasferimento tecnologico nel settore delle energie rinnovabili, con particolare riferimento ai convertitori di energia da onde e correnti marine.
Un elemento chiave della politica marittima dell’Unione Europea è la valorizzazione sostenibile del potenziale energetico di mari e oceani. Nell’ambito della Blue Growth Strategy della Commissione Europea, il settore dell’energia oceanica è infatti individuato come una delle cinque aree emergenti della “blue economy”, con rilevanti prospettive di crescita occupazionale nelle aree costiere.
Tra i molteplici sistemi di conversione dell’energia marina, le tecnologie attualmente più mature sono i convertitori di energia dal moto ondoso e dalle correnti di marea. Tuttavia, il loro Technology Readiness Level (TRL) risulta ancora limitato [1–2]. Il raggiungimento dei livelli più elevati di TRL (sistema effettivamente validato in ambiente operativo reale) richiede il superamento di sfide di sistema di primaria importanza: sostenibilità economica, affidabilità strutturale, producibilità industriale, facilità di installazione, operatività in condizioni ambientali variabili, sopravvivenza a eventi estremi e, soprattutto, riduzione del LCOE (Levelized Cost of Energy), quale parametro sintetico della competitività economica.
In tale contesto, risulta essenziale approfondire la conoscenza dei processi fluidodinamici che governano l’interazione tra flusso turbolento e turbine mareomotrici, con particolare attenzione agli effetti della turbolenza incidente sui carichi non stazionari e sul danneggiamento a fatica dei componenti. L’incremento dell’affidabilità passa attraverso un miglioramento della durabilità dei materiali e della vita utile delle strutture, con conseguente riduzione degli interventi manutentivi, sia programmati sia straordinari. Per garantire l’esercizio efficiente e prolungato di una turbina in ambiente marino reale, è imprescindibile una caratterizzazione dettagliata del campo di moto, dello spettro di turbolenza, delle condizioni al contorno idrodinamiche e della risposta dinamica del convertitore.
Il gruppo di ricerca proponente vanta una consolidata esperienza nelle indagini numeriche e sperimentali sulle prestazioni e sulla caratterizzazione fluidodinamica di turbine e sistemi di idraulica marittima.
Il progetto si articola in attività integrate su scala di laboratorio e in ambiente reale, affiancate da simulazioni numeriche ad alta fedeltà, organizzate in cinque milestone:
1. Progettazione e realizzazione dei convertitori di energia;
2. Sperimentazione in scala di laboratorio;
3. Prove in mare aperto;
4. Simulazioni numeriche dei convertitori;
5. Disseminazione dei risultati.
In sintesi, il progetto si propone di:
a) progettare e costruire i convertitori di energia, anche sulla base dei risultati delle simulazioni numeriche;
b) testare i dispositivi in grandi infrastrutture sperimentali, al fine di verificarne l’efficienza energetica e il comportamento idrodinamico in presenza di diverse condizioni di corrente e moto ondoso;
c) effettuare prove in campo presso due siti pilota;
d) sviluppare simulazioni numeriche, calibrate e validate su dati sperimentali e di campo, per l’analisi delle prestazioni in differenti condizioni operative;
e) disseminare i risultati scientifici e tecnologici, anche attraverso il coinvolgimento diretto degli stakeholder.
Tutti i partner di progetto (Politecnico di Bari, capofila, Università della Calabria, Università “Mediterranea” di Reggio Calabria, Università di Napoli “Federico II” e Università di Catania) dispongono di infrastrutture sperimentali di eccellenza, riconosciute a livello internazionale, idonee allo svolgimento di prove in scala di differenti dimensioni. Inoltre, UNIRC e POLIBA sono dotate di laboratori marini attrezzati per l’esecuzione di campagne sperimentali in ambiente reale.