Cavalcare le onde dell'energia rinnovabile con la simulazione / Riding the waves of renewable energy with simulation
Cavalcare le onde dell'energia rinnovabile con la simulazione / Riding the waves of renewable energy with simulation
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr.Giuseppe Cotellessa
Convertitore di energia ondosa ancorato di CorPower Ocean / CorPower Ocean's anchored Wave Energy Converter
Con l’oceano che copre oltre il 70% della superficie terrestre e che contiene circa il 97% della sua acqua, l’energia delle onde è una delle più grandi fonti non sfruttate di energia pulita. Ma con la giusta tecnologia, l’oceano può trasformarsi nella più grande batteria del mondo. Organizzazioni innovative come CorPower Ocean stanno facendo proprio questo: le sue tecnologie brevettate sono racchiuse all’interno di boe e trasformano l’energia delle onde in elettricità pulita e rinnovabile che può alimentare centinaia di migliaia di case ed aziende.
L’energia del moto ondoso è una fonte energetica affidabile e prevedibile, che la rende un attore chiave nella transizione globale verso lo zero netto. A differenza delle soluzioni di energia eolica e solare, che dipendono da una forte brezza o da una forte luce solare, i sistemi di generazione dell’energia del moto ondoso cavalcano semplicemente le onde infinite, giorno e notte. Sfruttando l’energia del moto ondoso e trasformandola in elettricità pulita, le nazioni e le aziende possono essere certe che ci sarà sempre una fonte di energia sostenibile disponibile per l’uso.
L’oceano stesso, tuttavia, può essere imprevedibile e spietato, creando sfide per le aziende che vogliono sfruttarne il potere. Inoltre, condurre test fisici in mezzo all’oceano non è né conveniente né facile né pragmatico. Quindi, come possono gli ingegneri progettare e sviluppare soluzioni innovative, come i convertitori di energia del moto ondoso, in grado di resistere alle dure condizioni oceaniche? La risposta è la simulazione.
Navigare in acque impegnative
I convertitori di energia delle onde funzionano essendo ancorati al fondo dell’oceano, con la maggior parte della boa esterna posizionata sotto la superficie. La compattezza delle boe significa che possono essere facilmente ridimensionate per creare parchi di energia del moto ondoso e produrre grandi quantità di energia rinnovabile, senza occupare grandi quantità di superficie o rovinare coste pittoresche.
I vantaggi offerti dai convertitori di energia del moto ondoso sono innegabili, ma il processo di sviluppo non è esente da sfide. L'ambiente salino dell'oceano è naturalmente corrosivo per gli oggetti creati dall'uomo ed un tratto di mare tranquillo può trasformarsi rapidamente in onde formidabili che raggiungono decine di metri di altezza. Di conseguenza, le boe potrebbero liberarsi ed essere portate via, o distrutte del tutto, impedendo la produzione di elettricità e, in ultima analisi, rischiando una carenza di energia.
Gli ingegneri non possono trascurare le condizioni e le variazioni estreme dell'oceano, nonché eventuali scenari potenziali, durante i test ed il perfezionamento dei prodotti. Tuttavia, è allo stesso tempo incredibilmente difficile trasportare più prototipi in mare e testarli fisicamente, per non parlare del fatto che è costoso, dispendioso in termini di tempo, pericoloso ed insostenibile. Se le organizzazioni desiderano sfruttare l’energia delle onde, gli ingegneri devono garantire che il progetto finale del prodotto possa resistere ad un ambiente oceanico difficile ed irregolare e funzionare in modo affidabile, indipendentemente dalle condizioni.
La simulazione come soluzione
Con l’ingegneria della simulazione, le aziende possono progettare, testare e perfezionare con successo convertitori di energia del moto ondoso, senza dover viaggiare nell’Atlantico. La simulazione consente agli ingegneri di creare rappresentazioni digitali accurate di oggetti della vita reale, consentendo loro di eseguire innumerevoli test e perfezionare il prodotto finale prima ancora che venga costruito fisicamente.
La fase di progettazione è fondamentale per perfezionare il prodotto. Per fortuna, la simulazione consente agli ingegneri di imitare un numero qualsiasi di potenziali scenari che l’oggetto della vita reale potrebbe incontrare. Ad esempio, la simulazione può replicare virtualmente tempeste di diversa intensità o maremoti che si infrangono sul prodotto, fornendo agli ingegneri una visione a 360 gradi di come reagisce il prodotto ed aiutandoli a individuare e migliorare eventuali punti deboli strutturali in pochi minuti. Gli ingegneri possono anche confrontare diversi progetti per vedere come ciascuno di essi si comporta nei diversi scenari e valutare le prestazioni a fatica, prima di utilizzare i risultati per ottimizzare il progetto finale.
Poiché la simulazione offre una visibilità chiara e precisa delle prestazioni di un prodotto, le aziende non hanno bisogno di investire tempo e denaro nella costruzione fisica e nel test dei prototipi. Di conseguenza, l’intero processo di sviluppo del prodotto viene accelerato poiché contemporaneamente si riduce il time to market; inoltre, il processo complessivo è più conveniente, pur garantendo l'ottimizzazione della progettazione. Creare i sistemi di generazione di energia del futuro e garantire che resistano ad una moltitudine di scenari non è un compito facile. Ma, sfruttando la simulazione, il processo di conversione dell’energia del moto ondoso in elettricità rinnovabile risulta semplificato.
Il futuro dell'energia del moto ondoso
L’oceano è sempre stato un’immensa fonte di energia naturale e sfruttare l’energia delle sue onde consentirà alle aziende di trasformare il pianeta in un pianeta alimentato da elettricità rinnovabile. Incorporando la simulazione nel processo di sviluppo complessivo, il mondo è un passo avanti verso la trasformazione di questa visione in realtà.
ENGLISH
With the right technology, the ocean can be transformed into the world’s biggest battery, says Scott Parent, VP & Field CTO, Aerospace, Energy & Industrial, Ansys.
With the ocean covering over 70 per cent of Earth’s surface, and holding an estimated 97 per cent of its water, wave energy is one of the largest untapped sources of clean energy. But with the right technology, the ocean can be transformed into the world’s biggest battery. Innovative organisations like CorPower Ocean are doing just that – its patented technologies are enveloped inside of buoys, and they turn wave energy into clean, renewable electricity that can power hundreds of thousands of homes and businesses.
Wave energy is a reliable and predictable energy source, making it a key player in the global transition to net zero. Unlike wind and solar energy solutions, which depend on a strong breeze or bright sunlight, wave energy generation systems simply ride the endless waves, day and night. By leveraging wave energy, and transforming it into clean electricity, nations and companies can rest assured that there will always be a source of sustainable power available for use.
The ocean itself, however, can be unpredictable and unforgiving, creating challenges for companies that want to harness its power. Moreover, conducting physical tests in the middle of the ocean isn’t cost-effective, easy, or pragmatic. So, how can engineers design and develop innovative solutions, like wave energy converters, that can withstand the harsh oceanic conditions? The answer is simulation.
Navigating challenging waters
Wave energy converters work by being tethered to the ocean floor, with most of the external buoy sitting beneath the surface. The buoys’ compactness means that they can easily be scaled to create wave energy farms and produce mass quantities of renewable power, without taking up large amounts of surface area or spoiling picturesque coastlines.
The benefits that wave energy converters offer are undeniable, but the development process does not come without its challenges. The ocean’s saline environment is naturally corrosive to man-made objects, and a peaceful stretch of sea can quickly turn into formidable waves that reach tens of metres tall. As a result, buoys could become untethered and carried away, or destroyed altogether – impeding electricity production and ultimately risking power shortages.
Engineers cannot overlook the ocean’s extreme conditions and variations, and any potential scenarios, when testing and refining products. Yet, it’s simultaneously incredibly difficult to haul multiple prototypes out to sea and physically test them – not to mention expensive, time consuming, unsafe, and unsustainable. If organisations want to leverage wave energy, then engineers must ensure that the final product design can withstand a challenging and erratic oceanic environment and perform reliably, no matter the conditions.
Simulation as the solution
With simulation engineering, companies can successfully design, test, and refine wave energy converters, without having to travel to the Atlantic. Simulation allows engineers to create accurate digital representations of real-life objects, enabling them to perform countless tests and refine the end product before it is even physically built.
The design stage is crucial for perfecting the product. Thankfully, simulation allows engineers to mimic any number of potential scenarios that the real-life object may encounter. For example, simulation can virtually replicate storms of different strengths, or tidal waves crashing over the product, providing engineers with a 360-degree view into how the product reacts and helping them pinpoint and improve any structural weaknesses within minutes. Engineers can also compare different designs to see how each performs across the varying scenarios and evaluate for fatigue performance, before using the results to optimise the final design.
Because simulation offers clear and precise visibility into a product’s performance, companies don’t need to invest time and money into the physical building and testing of prototypes. As a result, the entire product development process is accelerated as the time to market is simultaneously reduced; moreover, the overall process is more cost-effective, whilst still ensuring that the design is optimised. Creating the energy generation systems of the future, and ensuring they endure a multitude of scenarios, is not an easy task. But, by leveraging simulation, the process of converting wave energy into renewable electricity is streamlined.
The future of wave energy
The ocean has always been an immense source of natural power, and tapping into its wave energy will allow companies to transform the planet into one powered by renewable electricity. By incorporating simulation into the overall development process, the world is one step closer to turning this vision into reality.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/content/opinion/comment-riding-the-waves-of-renewable-energy-with-simulation
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