Studio, sviluppo ed applicazione di un algoritmo per la simulazione delle performance di parchi eolici offshore

Questo elaborato ha come obiettivo lo sviluppo e l’applicazione di un algoritmo per la simulazione delle performance di parchi eolici offshore. Nella prima parte dello studio viene effettuata la scelta del sito eolico in cui installare la wind farm e del modello di aerogeneratore impiegato. Per valutare la frequenza delle velocità del vento nel sito eolico scelto è stata utilizzata la distribuzione di Weibull, mentre i dati sulla rosa dei venti, comprensivi della frequenza delle direzioni, sono stati tratti dal sito web Global Wind Atlas. Il caso di studio tratta di un impianto eolico offshore costituito da più turbine eoliche, tutte dello stesso modello. Per la modellazione dell’effetto scia viene utilizzato il modello cinematico di Jensen e vengono utilizzate le matrici di rotazione bidimensionale per il calcolo delle posizioni relative delle turbine eoliche al variare della direzione del vento. L’approccio utilizzato nell’elaborato per la ricerca di configurazioni di layout che migliorino le prestazioni è di tipo euristico (per tentativi ed errori), basato su un’analisi tecnico-economica dei parchi eolici offshore mediante un'applicazione che considera due diversi scenari di potenza nominale installata, per i quali vengono proposte e confrontate diverse configurazioni di layout. L’obiettivo di massimizzazione della potenza prodotta viene integrato da valutazioni economiche tramite il calcolo dell’NPV e dell’LCOE. Per la valutazione delle performance e il confronto tra le diverse alternative di layout è stato sviluppato un algoritmo, codificato in linguaggio VBA, che integra tutta la metodologia di calcolo scelta nello studio. Inserendo gli opportuni input, tale algoritmo può essere utilizzato per valutare le prestazioni di qualunque configurazione di layout, in qualunque sito eolico (offshore), per qualunque modello di aerogeneratore. I risultati dimostrano che il layout ha un effetto significativo sulle prestazioni tecnico-economiche delle wind farm.