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Tesi etd-11202014-215759


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BOLOGNA, FRANCESCO
URN
etd-11202014-215759
Title
Studio di un convertitore di energia dal moto ondoso a colonna d'acqua oscillante dotato di un generatore ad elastomero elettroattivo
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Commissione
relatore Fontana, Marco
relatore Vertechy, Rocco
Parole chiave
  • Energia da moto ondoso
  • WEC
  • OWC
  • elastomero dielettrico
Data inizio appello
10/12/2014;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Gli elastomeri dielettrici (DE) sono materiali altamente deformabili, il cui comportamento meccanico ed elettrico sono fortemente accoppiati, e che possono essere efficacemente impiegati per convertire, in modo diretto, energia meccanica in elettricità. In particolare, i DE sono attualmente studiati nell&#39;ambito dei sistemi di conversione di energia dal moto delle onde del mare, meglio noti come Wave Energy converters (WEC).<br>In questa tesi, si studia un sistema WEC basato sul principio della colonna d&#39;acqua oscillante, meglio noto come Oscillating Water Column (OWC). In particolare, il sistema considerato è composto da una struttura cilindrica disposta con asse verticale e riempita in parte di acqua e in parte di aria. L&#39;estremità inferiore della struttura è sommersa e presenta una apertura al flusso di acqua, mentre l&#39;estremità superiore è coperta da una membrana DE. Il moto ondoso induce, attraverso l&#39;apertura sommersa, una oscillazione della massa di acqua inclusa nella struttura generando una pressione oscillatoria che provoca una deformazione ciclica della membrana DE. L&#39;energia elastica accumulata dalla membrana durante queste deformazioni viene convertita in modo diretto in elettricità attraverso un opportuno controllo della carica elettrica.<br>In questa tesi, è stato approntato un modello multi-fisico semplificato per l&#39;ottimizzazione dei parametri di progetto, quali lo spessore e il prestretch della membrana e dei parametri di controllo come la pressurizzazione iniziale della membrana e il campo elettrico di controllo. A differenza dei precedenti studi, il sistema proposto tiene conto di un modello idrodinamico lineare tempo-variante accoppiato con un modello visco-elastico del DE.
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