Modeling and control of a device that converts wave motion into electrical energy

The lack of expectations from power production through traditional sources along with the need of a compromise between cost saving and clean energy make the world of renewable energies an open and undiscovered reality. For this purposes, innovative renewable energies started to grow next to the traditional ones. An example is given by the energy contained in to the sea, which composes two third of our planet. A plant converting wave energy into electric energy is still an object of deep study and potential improvement. This process requires a lot in order to make this solution economically comparable with what the actual traditional energies offer. Our study is not an attempt to propose a reduction of installation costs through a determinate plant structure. It is, instead, a step towards a more efficient production through this innovative technology, which would drive too to smaller exercise costs. The study hence starts with the modelization and the characterization of all the components belonging to a particular system of wave energy conversion, and it carries on with the optimization of the control strategy of the same plant, in order to extract more energy, hence, to achieve a better efficiency. The study is numerical and exploits calculus and even FEM software in order to get to the results. By the end, what we achieved is compared with not optimized solution and a global esteem of power generation is provided.

La carenza di aspettative dalla produzione di potenza attraverso fonti tradizionali e l’urgenza di trovare un buon compromesso fra economicità ed energia pulita portano il mondo delle rinnovabili ad essere un contesto aperto a nuovi studi e nuove ricerche. Accanto alle energie rinnovabili tradizionali si affiancano quindi energie rinnovabili alternative, come quella contenuta nel mare, che compone due terzi del nostro pianeta. Un impianto che converte l’energia delle onde in energia elettrica è oggetto di studio e di miglioramento in corso. Questo processo richiede ancora molto per portare a delle soluzioni economiche e considerabili rispetto a quelle messe tuttora a disposizione dalle risorse tradizionali. Il nostro studio non è un tentativo di ridurre costi progettuali e non riguarda una proposta impianstica, ma un passo verso una produzione più efficiente attraverso questa tecnologia innovativa, il che si tradurrebbe in una riduzione di costi di esercizio. Lo studio quindi parte con la modellizazione e la caratterizzazione delle varie componenti dell’impianto preso in considerazione, e prosegue con l’ottimizzazione della strategia di controllo del sistema al fine di ottenere una maggiore estrazione di energia, per cui una migliore efficienza. Lo studio è numerico ed utilizza software di calcolo ed elementi finiti per l’ottenimento dei risultati. Alla fine, questi vengono comparati con soluzioni non ottime ed una stima di una potenza media viene fornita.