Hydrodynamic model for a semi-submersible floating wind turbine

In the last years the importance of wind power has been continuously increasing. Although onshore wind turbines can deliver energy at about half the cost of typical new onshore wind farms, offshore wind power is now widely expanding due to the more space in the ocean, better wind resources and fewer restrictions with respect to noise and visual impact. For depths larger than 80m, floating wind turbine foundations become feasible compared to bottom fixed solutions. The aim of this thesis is to study the motion of a particular floating wind turbine concept. To achieve this goal we derive the motion equations of a generic floating structure subjected to some forces restraints. Different kind of forces which can eventually act on a floating body are treated, namely wave forces, mooring forces and damping forces due to heave plates. Some tests on simple geometric shapes are then implemented to check the validity of both the theory introduced and of the numerical methodology developed. The last part is dedicated to the description of the floating wind turbine and to numerical results of its motion in different configurations.

Negli ultimi anni l'importanza dell'energia eolica quale fonte energetica è cresciuta notevolmente. Bench é le turbine onshore possano fornire energia a circa la met a del costo, l'energia eolica prodotta da impianti offshore è sempre pi ù sfruttata per la maggiore presenza di spazio nell'oceano, per una migliore qualit à della fonte eolica e per minori restrizioni legate all'impatto sonoro e visivo. Per profondit à del mare superiori a 80m, le turbine eoliche basate su un supporto galleggiante sono pi ù convenienti rispetto alle tradizionali soluzioni con fondazioni inserite nel fondale. Lo scopo di questa tesi è lo studio del moto di una particolare concezione di turbina eolica galleggiante. Per raggiungere questo scopo, saranno derivate le equazioni del moto per una generica struttura galleggiante soggetta a vincoli. Saranno trattati diversi tipi di forze che possono eventualmente agire su un corpo galleggiante, in particolare le forza dovute a moto ondoso, le forze dovute ad ormeggi e le forze di smorzamento dovute ai cosiddetti "heave plates". Saranno in seguito implementati test su semplici figure al fine di testare la validità della teoria introdotta e del codice scritto L'ultima parte è dedicata alla descrizione della turbine eolica galleggiante e a simulazioni numeriche del suo moto in differenti configurazioni.