Sviluppo di un prototipo di generatore elettrico a flusso trasverso azionato dal moto ondoso del mare

L’unità sarà impegnata nella realizzazione di un sistema di produzione di energia elettrica basato su un prototipo di generatore elettrico lineare azionato dal moto ondoso del mare attraverso un accoppiamento diretto. Il sistema sarà basato su idea progettuale per la quale è stato richiesto brevetto nel 2003 che è stato concesso nel 2008 dal Ministero delle Attività Produttive. L’idea progettuale è così schematizzabile: il moto del mare trascina il galleggiante e il moto viene trasmesso alla parte mobile del generatore. Il moto relativo tra parte mobile magnetizzata e fissa del generatore genera una forza elettromotrice indotta negli avvolgimenti installati nella parte fissa che può essere captata e convertita da un sistema di conversione elettronica in una forma di energia elettrica utilizzabile e iniettabile in rete. I principali sottosistemi del sistema di generazione sono: • Il sottosistema di captazione dell’energia che è costituito da un galleggiante. • Il sottosistema di accoppiamento tra il galleggiante e il generatore (costituito da un sistema di cavi). • Il generatore (costituito da un generatore lineare a magneti permanenti). • Il sottosistema di conversione e trasmissione dell’energia elettrica. Oltre i citati sottosistemi un componente critico del sistema di produzione di energia elettrica e il sistema a tenuta stagna in cui sarà installato il generatore. L’obiettivo dell’unità e di creare e assemblare un sistema con una potenza nominale di 1 kW in grado di trasmettere la potenza generata a terra. Sono previste le seguenti azioni: 1. realizzazione del prototipo di generatore elettrico; 2. realizzazione del sistema di tenuta su cui installare il prototipo; 3. realizzazione del sistema di ancoraggio sul fondo del mare; 4. realizzazione del sistema di accoppiamento tra il sistema captatore dell’energia e il generatore elettrico; 5. realizzazione del sistema di trasmissione dell’energia a terra. 6. Monitoraggio del funzionamento del sistema in un periodo di permanenza a mare. Il generatore elettrico sarà un generatore elettrico lineare a magneti permanenti a moto alternativo. Il generatore da realizzare sarà l’evoluzione di un generatore a magneti permanenti già realizzato presso l’Università di Palermo. Questo generatore è stato oggetto di numerose prove al banco e sperimentali. Esso ha dimostrato la fattibilità di generare forze elettromotrici di entità tale da essere proficuamente convertibili in presenza di moti relativi tra parte mobile e fissa aventi velocità e frequenze con valori riscontrabili nel moto ondoso del mare. Il generatore avrà una potenza nominale di 1kW esso sarà installato sott’acqua. I magneti permanenti saranno collocati sulla parte mobili. Saranno scelti magneti al neodimio ferro boro. Il prototipo avrà una sezione circolare, gli avvolgimenti che captano la forza elettromotrice indotta saranno collocati sulla parte fissa. Il generatore sarà progettato per generare una tensione picco picco di 200 V con velocità di traslazione di 1m/s. Di questa tipologia di generatore è stata già fatta una progettazione preliminare basata su un’analisi agli elementi finiti riportata nella figura sottostante. Saranno forniti i disegni dei lamierini e dell’intero pacco lamellare. Si sceglieranno i cuscinetti da installare e sarà accuratamente valutato il campo magnetico in ogni parte della macchina. Sarà inoltre prestata particolare attenzione agli sforzi meccanici in condizioni di mare estremo. Preliminari analisi degli stessi sforzi con programmi agli elementi finiti hanno consigliato di proporre la soluzione con generatore sommerso che preserva le strutture dagli sfozi ad alto contenuto dinamico delle onde in superficie. L’avvolgimento del generatore sarà configurabile in una versione mono e trifase. Esso sarà agganciabile da un lato al sistema captatore dell’onda (boa), dall’altro ad una