Dolphin Labs converte l'energia delle onde in energia elettrica

Dolphin Labs sta convertendo l'energia delle onde oceaniche in una fonte di elettricità ecologica. La startup californiana sta sviluppando l'xNode Wave Energy Converter, una piattaforma di telerilevamento che sfrutta l'energia delle onde oceaniche per alimentare una raccolta dati avanzata.

"Gli scienziati cercano di convertire l'energia delle onde almeno da 30 anni, ma ci sono alcuni problemi di efficienza che non sono stati ancora risolti", spiega Chris Rauch, Chief Engineer presso Dolphin Labs. "Una delle sfide di un convertitore di energia delle onde è operare in un ambiente in cui sono presenti da 3 a 7 milioni di cicli l'anno". 

Ciò significa che la durata del design è una priorità assoluta. Dolphin Labs affronta il problema della durata con la capacità di operare sia in immersione sia sulla superficie dell'oceano. "Man mano che le onde diventano più grandi, ci immergiamo più in profondità", sottolinea Rauch. L'adattabilità è fondamentale: Invece di prepararsi a moti ondosi catastrofici, come la tempesta del secolo, la piattaforma può immergersi anche nelle condizioni atmosferiche più avverse. Il suo scafo, leggero e, per questo motivo, economico, è anche progettato per resistere agli urti delle navi e ad altre condizioni estreme.

Tracciare una rotta migliore per le piattaforme di telerilevamento

La piattaforma xNode Wave Energy Converter non è un semplice generatore, ma un sistema di rilevamento autosufficiente alimentato dalle onde che sfrutta l'intelligence nell'oceano aperto. Molti sistemi esistenti sono alimentati da energia solare o eolica, ma il sole e il vento sono incostanti e offrono una produzione limitata. Dolphin Labs sta tracciando una nuova rotta. Il moto ondoso è una fonte di energia rinnovabile con una densità energetica superiore a quella del solare o del vento. Ciò significa che xNode può supportare sensori più grandi e bisognosi di energia in luoghi offshore dove possono essere utilizzati per lunghi periodi di tempo.

Tuttavia, gli ambienti marini presentano una miriade di sfide. "Mantenere l'affidabilità della tecnologia nell'oceano è difficile", osserva Rauch. "È difficile far funzionare le cose. Tutto ciò che entra nell'oceano non può essere permanente, a causa di problemi come la corrosione galvanica o le incrostazioni".

La corrosione galvanica si verifica quando due metalli dissimili sono collegati elettricamente in un ambiente conduttivo, come l'acqua di mare. Il metallo più reattivo (anodo) si corrode più velocemente di quanto farebbe da solo, mentre il metallo meno reattivo (catodo) è protetto dalla corrosione. Per incrostazione si intende l'accumulo nel tempo di organismi biologici, come alghe, cirripedi e batteri, sulle superfici immerse nell'acqua. Questo accumulo può compromettere le prestazioni delle attrezzature marine, dei sensori e delle imbarcazioni, aumentando la resistenza aerodinamica o bloccando i sensori.

Rauch utilizza Dassault Systèmes SOLIDWORKS® da oltre vent'anni, sin dall'università, quando era responsabile della modellazione di aliscafi per applicazioni marine. SOLIDWORKS ha semplificato il processo di progettazione eliminando i noiosi colli di bottiglia e consentendogli di dedicare più tempo alle attività di progettazione ad alto valore, come la simulazione. "SOLIDWORKS elimina i punti dolenti della progettazione per consentirmi di concentrarmi sulle parti veramente impegnative del problema", aggiunge.

Dolphin Labs integra l'intelligenza artificiale con l'edge computing per consentire l'elaborazione dei dati in tempo reale a livello locale sulle sue boe alimentate dalle onde. Invece di trasmettere enormi set di dati al cloud, i modelli di intelligenza artificiale a bordo analizzano gli input dei sensori a livello locale, rilevando i problemi critici e inviando solo informazioni di alto valore. Questo approccio permette di ridurre l'utilizzo della larghezza di banda, conservare l'energia e accelerare il processo decisionale per i clienti di Dolphin Labs.

Questa maggiore efficienza consente un'osservazione più intelligente degli oceani. A bordo del convertitore è presente una suite di base di sensori scientifici pienamente compatibile con carichi utili di terzi. Dal monitoraggio delle scorte ittiche alla misurazione della CO₂ fino alla localizzazione acustica dei mammiferi marini, xNode si adatta a qualsiasi compito.

La tecnologia è inoltre costruita in modo da essere indipendente dai sensori, poiché ogni utente ha esigenze diverse. "Possiamo incorporare qualsiasi sensore necessario per una missione", sottolinea Rauch.

Sulla buona strada per l'implementazione nell'oceano

Attualmente, il team di Dolphin Labs è impegnato nella fase di prototipazione. Sta ordinando l'hardware, allestendo l'infrastruttura di prova e finalizzando i progetti strutturali con l'obiettivo di mettere in acqua il primo xNode entro il terzo trimestre del 2025.