Il vento è una inesauribile risorsa naturale utilizzabile per produrre energia pulita.

La capacità installata mondiale di generatori eolici è attualmente di circa 487 GW, con un trend di crescita di oltre 50 GW negli ultimi due anni[1]. A testimonianza di questo trend, il rapporto biennale del Global Wind Energy Council (Gwec)[2] stima che entro il 2030 l’energia eolica coprirà il 20% del fabbisogno energetico elettrico a livello mondiale, arrivando quindi a produrre 2.110 GW.

Oltre al vento disponibile naturalmente possiamo disporre di diverse tipologie di correnti ventose a bassa velocità, come quelle generate dal movimento dei mezzi di trasporto.

Il progetto EOLO non si inserisce nel settore dell’energy harvesting tradizionale, ma intende sviluppare dei generatori eolici di potenza medio-bassa, sfruttando lo spostamento dell’aria prodotto da traffico veicolare e ferroviario, oltre a quello naturale, che sia sfruttabile in contesti urbani, extraurbani e territori antropizzati dove non è disponibile l’energia elettrica.

I benefici delle tecnologie sviluppate in EOLO sono sia diretti, che indiretti, ovvero:

• Applicare il concetto di rete di scambio, cioè la valorizzazione dell’energia elettrica prodotta ma non consumabile al momento;
• Creare ed integrare nuove apparecchiature per valorizzare le risorse eoliche disponibili in quanto degradate (basse velocità, turbolenza diffusa) o non accessibili per vincoli di integrazione architettonica o  paesaggistica;
• Superare i limiti dei generatori eolici attuali con tecnologie e materiali innovativi;
• Valorizzare e ridurre il consumo di territorio, attraverso il recupero degli spazi e delle infrastrutture prevalentemente destinati alla circolazione di mezzi di trasporto.

Con EOLO si può fare….

Riferimenti

[1] Energia dal vento: ecco il generatore eolico ad asse orbitante

[2] GLOBAL WIND ENERGY OUTLOOK 2016

L’obiettivo generale del progetto EOLO è la realizzazione di innovativi sistemi mini-eolici, efficienti e sostenibili, per la captazione e la valorizzazione energetica del vento, applicabili in ambienti antropizzati (ambienti urbani, rurali, costieri e soprattutto stradali). Il progetto, in particolare, fa riferimento alle potenzialità e all’applicabilità di tali sistemi su luoghi non diversamente sfruttabili quali rotonde e spartitraffico, in ispecie per quello che concerne il territorio toscano e mira ad ottenere una significativa rivalorizzazione di quel territorio in termini energetici, estetici e funzionali.

Il raggiungimento di tale obiettivo generale passa attraverso il perseguimento di 4 sotto-obiettivi specifici che possono essere così schematizzati:

1. Realizzazione di uno specifico sistema di misurazione dell’intensità ventosa generata dal passaggio dei mezzi di trasporto, volto alla quantificazione dell’energia recuperabile ed alla definizione delle utenze servibili.
2. Ideazione e prototipazione di sistemi di captazione di energia eolica basati su innovative turbine eoliche con funzionamento rotativo.
3. Ideazione e prototipazione di aerogeneratori bioispirati a base di materiali multifunzionali e/o nanostrutturati con funzionamento pulsante.
4. Valutazione dell’efficienza, dell’applicabilità e della sostenibilità dei sistemi proposti, contestualizzati all’ambiente toscano e mirati alla rivalorizzazione del territorio, con particolare riferimento a quei luoghi non altrimenti sfruttabili e/o sottratti alla collettività dalla presenza di infrastrutture invasive (principalmente stradali).

Il progetto EOLO si concretizza attraverso la progettazione, lo sviluppo e la messa a punto di due differenti tipologie di sistemi eolici, una rotativa e una pulsante, fortemente innovative rispetto allo stato dell’arte, utilizzabili singolarmente o in combinazione (configurazione ibrida) e lo studio accurato della loro applicabilità e sostenibilità in contesti antropizzati del territorio toscano.

• Smart Bush, basato su mini-generatori induttivi
• Triboelectric bush, basato sull’utilizzo di nano-generatori triboelettrici
• Delf wind, che utilizza elastomeri dielettrici
• T-wind, che utilizza un innovativo generatore rotativo

I primi tre prototipi sono in grado di recuperare energia nella parte inferiore dello strato limite atmosferico, e di lavorare anche sulle componenti turbolente del moto dell’aria. Qualora fossero montati in prossimità di vie di comunicazione sarebbero in grado di recuperare anche una porzione di energia presente nelle scie dei veicoli transitanti.

L’ultimo prototipo, il T-wind, ha un paradigma costruttivo convenzionale ma avanzato, per quello che riguarda la gestione e la trasformazione della potenza eolica in potenza elettrica. Tale seconda macchina si avvale di soluzioni meccaniche avanzate che rendono non necessaria la presenza di un inverter.

Grazie ai risultati ottenuti dal progetto Eolo, sono stati pubblicati i seguenti articoli:

• Yi, C., Agostini, L., Fontana, M., Moretti, G., & Vertechy, R. (2018, September). On the lifetime performance of a styrenic rubber membrane for dielectric elastomer transducers. In ASME 2018 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems. American Society of Mechanical Engineers Digital Collection.
• Duranti, M., Righi, M., Vertechy, R., & Fontana, M. (2017). A new class of variable capacitance generators based on the dielectric fluid transducer. Smart Materials and Structures, 26(11), 115014.;
• Moretti, G., Rosati Papini, G. P., Daniele, L., Forehand, D., Ingram, D., Vertechy, R., & Fontana, M. (2019). Modelling and testing of a wave energy converter based on dielectric elastomer generators. Proceedings of the Royal Society A, 475(2222), 20180566.
• Moretti, G., Herran, M. S., Forehand, D., Alves, M., Jeffrey, H., Vertechy, R., & Fontana, M. (2020). Advances in the development of dielectric elastomer generators for wave energy conversion. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 117, 109430.
• Moretti, G., Malara, G., Scialò, A., Daniele, L., Romolo, A., Vertechy, R., ... & Arena, F. (2020). Modelling and field testing of a breakwater-integrated U-OWC wave energy converter with dielectric elastomer generator. Renewable Energy, 146, 628-642.
• Milazzo, M., Moretti, G., Burchianti, A., Mazzini, D., Oddo, C. M., Stefanini, C., & Fontana, M. A passively regulated full-toroidal continuously variable transmission. Meccanica, 1-16 (2019). https://doi.org/10.1007/s11012-019-01096-y