Studio di un aerogeneratore offshore in acque profonde

Il presente elaborato si propone come obiettivo lo studio del comportamento dinamico della turbina eolica offshore MIT/NREL TLP 5 MW, posta in acque profonde. Il lavoro svolto si muove in un'area di ricerca tra le più recenti e attive nell'ambito dell'ingegneria del vento e dell'energia, per via dei vantaggi offerti in termini di produzione, sfruttamento delle caratteristiche migliori del vento, minore inquinamento ed estensione territoriale sfruttabile. La tesi si apre con un'introduzione sul mondo dell'ingegneria eolica: dopo un breve cenno alla sua storia, si descrivono i modelli di turbine eoliche e le loro classificazioni. Dalle turbine sulla terraferma, ci si muoverà, quindi, verso l'ambiente marino offshore con la presentazione delle soluzioni ad oggi realizzate e di quelle maggiormente citate in letteratura. Particolare attenzione verrà posta sui modelli pensati per operare in acque profonde. In seguito, si vuole delineare il più aggiornato possibile stato dell'arte in merito all'industria del vento nel mondo, in Europa ed in Italia evidenziando anche e soprattutto la situazione inerente all'eolico in mare aperto e ai suoi possibili sviluppi. Si faranno anche opportuni rimandi a quelle che sono le aspettative per il futuro a breve termine o a lungo termine. Successivamente, ci si occuperà della modellazione della turbina offshore tramite il codice di calcolo Ansys, previa accurata descrizione geometrica e meccanica di ognuna delle sue componenti. Dopo una trattazione sulle azioni complessivamente agenti sulla struttura, si riporteranno le scelte progettuali in merito all'analisi dei carichi scelti. Particolare attenzione si vuole rivolgere ai carichi di tipo vento ed onda: si riporteranno pertanto le varie modalità sfruttabili per la modellazione delle azioni e delle conseguenti storie di carico prodotte sugli elementi costituenti la struttura. In particolare, dopo una presentazione del corpus teorico a sostegno, si giustificheranno le ipotesi alla base dei codici utilizzati per l'applicazione in oggetto. Proseguendo, si riporteranno i risultati delle analisi effettuate sulla turbina in funzione del tempo e delle frequenze. Il confronto dei dati di output avverrà alla luce delle simulazioni di tipo statico, modale e transiente in grandi spostamenti a cui si è sottoposta la struttura. Si dedicherà, infine, una sezione all'analisi dei confronti precedentemente effettuati e alle eventuali migliorìe apportabili al modello.