Wave energy : numerical modelling applied to the nearshore area of Civitavecchia (Italy)

After introducing the physical and mathematical principles that governates the wave motion, the thesis is structured around the internship I did in Civitavecchia at LOSEM (Laboratory of Experimental Oceanology and Marine Ecology), with the thesis as final goal. During this stage, I was able to create grids and bathymetry specific for the study area, in order to develop a feasibility study of the exploitation of the energy potential from Wave Energy, in particular applied to the port of Civitavecchia. This analysis was carried out using the DELFT3D software based on the SWAN model (Simulating WAves Nearshore), a spectral numerical model specifically designed for the study of the nearshore areas. Although the extractable energy near the coast of Civitavecchia is not very high, if compared to the values of the Mediterranean Sea, when it is compared to those along the Italian coasts, it emerges that it is a good trade-off between the variability of the resource and the theoretical extractable potential. The analysis also identified two points that could be particularly interesting for the exploitation of the wave potential through Wave Energy Converters. From a broader look at the sector, it emerges that it is still largely immature, which make precarious its survivability if appropriate changes are not made, especially because of the ongoing pandemic crisis.

Introducendo i principi fisici e matematici alla base della Wave Energy, la tesi si sviluppa poi intorno allo stage svolto a Civitavecchia presso il LOSEM (Laboratorio di Oceanologia Sperimentale ed Ecologia Marina), avente la suddetta tesi come obiettivo finale. Durante tale stage ho avuto modo di realizzare griglie e batimetrie ad hoc per poter sviluppare uno studio di fattibilità dello sfruttamento del potenziale energetico da moto ondoso, in particolar modo applicato al porto di Civitavecchia. Tale analisi è stata realizzata mediante l’ausilio del software DELFT3D basato sul modello SWAN (Simulating WAves Nearshore), un modello numerico spettrale specificatamente pensato per lo studio dei fenomeni in prossimità delle coste. Nonostante l’energia potenzialmente estraibile in prossimità del litorale di Civitavecchia non sia molto alta, se paragonata ai valori del Mediterraneo, rispetto a quelli lungo le coste italiane, risulta un buon trade off tra variabilità della risorsa e potenziale estraibile. L’analisi ha inoltre individuato dei punti che potrebbero risultare particolarmente interessanti in vista di uno sfruttamento del potenziale ondoso tramite Wave Energy Converters. Da uno sguardo più ampio del settore, emerge come esso sia ancora largamente immaturo, e la sua sopravvivenza precaria, specialmente a causa della pandemia in corso, in special modo se opportune modifiche non verranno apportate nell’imminente futuro.