Studio, modellazione, sviluppo ed analisi prestazionale multi-scenario di parchi eolici offshore

Fonte pulita, rinnovabile ed inesauribile, l'energia eolica altro non è che l'energia cinetica prodotta dal movimento dell'aria sulla superficie terrestre, tra zone di alta e di bassa pressione. La centrale eolica viene denominata “Wind farm” ed è formata da un raggruppamento di più aerogeneratori. Lo scopo di questo elaborato è quello di calcolare e valutare le prestazioni annuali delle wind farm, sia in termini di efficienza di produzione energetica sia in termini economici, tramite la costruzione di un algoritmo che permetta di simularne le prestazioni. Tale algoritmo deve avere carattere generale e non specifico: inserendo gli opportuni input deve adattarsi a qualsiasi situazione di parco eolico. In questo lavoro viene anche studiata la possibilità di costruire wind farm offshore ‘non uniformi’, ovvero in cui possano coesistere diversi tipi di aerogeneratori, aventi diversi diametri del rotore e posizionati a diverse altezze tra di loro, al fine di valutare se tali configurazioni possano o meno avere influenza positiva sull’effetto scia. Quest’ultimo non è altro che un disturbo del flusso d’aria creato dalle turbine eoliche sopravento che incide su quelle situate sottovento, generando deficit di velocità. Lo scopo di un layout ottimizzato è quindi quello di minimizzare tale effetto. Minore è l’effetto scia, maggiore sarà l’energia prodotta dal parco. Nella prima parte dell’elaborato si svolge uno studio anemologico in diverse località marittime italiane. Vengono poi studiate le diverse teorie che stanno alla base del funzionamento dell’eolico: Distribuzione di Weibull, legge di Betz, modello di Jensen per la caratterizzazione dell’effetto scia. Vengono poi analizzate le turbine eoliche e il loro funzionamento. Viene quindi sviluppato l’algoritmo, codificato in ambiente Microsoft Visual Basic for Applications di Excel, in grado di simulare il funzionamento di ogni parco eolico e restituirne in output gli indicatori prestazionali ed economici più importanti.