CONTROLLO CON PLC DI UN WEC POINT ABSORBER CON GENERATORE ASINCRONO

This thesis presents the design, analysis, and sizing of a hydraulic Power Take-Off (PTO) system for a wave energy converter of the point absorber type. The main objective is to develop an efficient and reliable solution to convert the oscillatory motion of a buoy into grid-injectable electrical energy. The proposed system is based on a constant-pressure hydraulic circuit that uses a cylinder-piston actuator as the primary energy-capturing element. The bidirectional oil flow is rectified through a structure equivalent to a hydraulic Graetz bridge (four check valves), before being delivered to a hydraulic motor. The mechanical energy is then converted into electrical energy by a three-phase induction generator, whose reactive power for excitation is supplied either by the grid or by a capacitor bank. System management is entrusted to a Siemens S7-1200 programmable logic controller (PLC), which oversees all emergency situations, such as overpressure, grid loss, excessive vibrations, and faults, thereby ensuring maximum operational safety. The results of calculations and simulations demonstrate the feasibility of the project, with an average extractable electrical power on the order of 200 kW per single buoy under rough sea conditions.

Questa tesi presenta la progettazione, l’analisi e il dimensionamento di un sistema Power Take-Off (PTO) idraulico per un convertitore di energia ondosa di tipo point absorber. L’obiettivo principale è sviluppare una soluzione efficiente e affidabile per trasformare il moto oscillatorio di una boa in energia elettrica immettibile in rete. Il sistema proposto si basa su un circuito idraulico a pressione costante che utilizza un attuatore cilindro-pistone come elemento primario di captazione dell’energia. Il flusso bidirezionale di olio viene raddrizzato mediante struttura equivalente a un ponte di Graetz idraulico (4 valvole di non-ritorno), prima di essere inviato a un motore idraulico. L’energia meccanica viene infine convertita in energia elettrica mediante un generatore asincrono trifase, la cui potenza reattiva per l’eccitazione è fornita dalla rete o da un banco di condensatori. La gestione del sistema è affidata a un controllore programmabile (PLC) Siemens S7-1200, che sovrintende alla gestione di tutte le situazioni di emergenza, come sovrappressioni, perdita di rete, vibrazioni eccessive e guasti, garantendo la massima sicurezza operativa. I risultati dei calcoli e delle simulazioni mostrano la fattibilità del progetto, con una potenza elettrica media estraibile nell’ordine dei 200 kW per singola boa in condizioni di mare agitato.