• Mike21
• eolico marino
• wind farm

La tesi analizza prevalentemente l’interazione tra un campo di moto ondoso ed un impianto eolico offshore attraverso l’applicazione di modelli numerici bidimensionali del pacchetto software noto come MIKE21 (www.mikebydhi.com). Dopo un’introduzione in cui viene delineata l’incidenza delle diverse fonti energetiche sull’offerta mondiale di energia, l’attenzione viene focalizzata sulle energie rinnovabili, ed in particolare sull’eolico offshore, di cui vengono messi in evidenza i principali vantaggi e le maggiori criticità. Posto che l’interazione con le dinamiche marine si esplica principalmente come variazione del moto ondoso per effetto della presenza delle strutture di fondazione e delle torri che sostengono le turbine, ampia rilevanza è stata attribuita all’analisi delle caratteristiche tecnico-strutturali. In particolare è stata fatta una revisione delle caratteristiche dei singoli aerogeneratori, classificando le fondazioni in base al tipo di fondale (sabbioso/roccioso) ed alla profondità a cui vengono installate, ed uno studio delle possibili geometrie del parco eolico (wind farm) i cui layout variano in funzione del regime anemometrico che caratterizza l’area di interesse.
Un’attenta analisi dei requisiti necessari e delle precauzioni da mettere in atto per la realizzazione di un impianto eolico offshore, effettuata attraverso la comparazione fra le peculiarità dei diversi parchi eolici esistenti in Europa, è stata utilizzata per ipotizzare lungo la costa toscana, nei pressi delle Secche di Vada, una possibile localizzazione dell’impianto da realizzare.
La parte sperimentale della tesi, ha riguardato l’applicazione del modello di simulazione numerica Mike21, in particolare i moduli EMS (Elliptic Mild-Slope Module) per la propagazione del moto ondoso, HD (Hydrodynamic Module) per la simulazione delle correnti indotte e ST (Sediment Transport Module) per le dinamiche sedimentarie alle seguenti tre tipologie di situazioni. La prima parte dello studio mediante simulazione numerica ha avuto come obiettivo la comprensione delle alterazioni al campo di moto ondoso, delle correnti indotte e del trasporto di sedimenti per effetto dell’interazione con una singola torre eolica. Successivamente sono stati studiati gli stessi fenomeni in presenza di un impianto pilota idealizzato composto da due file da sei aerogeneratori. La parte finale dello studio è consistita nella simulazione di un impianto ipotetico localizzato alle Secche di Vada.
Nel caso degli scenari idealizzati sono state condotte numerose simulazioni per apprendere l’influenza di numerosi parametri del modello numerico e delle condizioni al contorno sui processi fisici sotto esame, al fine di determinare le impostazioni ottimali per la conduzione di questo lavoro. Per tutti gli scenari studiati è stato simulato anche il caso di assenza di strutture da utilizzare come riferimento nelle analisi dei risultati volte a mettere in luce le alterazioni apportate dalle torri eoliche.