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Ottimizzazione del disegno di un dispositivo di generazione d’energia dal moto ondoso: simulazioni numeriche e studi in vasca di laboratorio idraulico

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Ottimizzazione del disegno di un dispositivo di generazione d’energia dal moto ondoso: simulazioni numeriche e studi in vasca di laboratorio idraulico

Studi in vasca di un prototipo di dispositivo per la conversione di energia da moto ondoso. Analisi fluidodinamica per la calibrazione del modello numerico e confronto su due casi test con risultati sperimentali. Analisi fluidodinamica del dispositivo dotato di turbina Wells confrontando diverse soluzioni modellistiche.

In questi ultimi anni diversi studi di ricerca nazionali, nel settore energetico, hanno dedicato particolare attenzione alla valutazione della producibilità energetica marina lungo le coste italiane. In questo contesto, negli scorsi anni è stato verificato, in diverse condizioni di onda, le potenzialità del prototipo didispositivo per la conversione di energia da moto ondoso; inoltre è stato ottimizzato il profilo del dispositivo stesso studiando due diverse configurazioni. Infine si è proceduto ad inserire nel dispositivo una turbina, individuata come più promettente, al fine di valutare preliminarmente la potenza assorbita da una girante di tipo Wells.
Le attività di ricerca effettuate in quest’anno si sono strutturate in tre fasi distinte: nella prima fase, che aveva lo scopo di verificare le prestazioni del dispositivo in diverse configurazioni, è stato realizzato unprototipo in scala 1:20 dello strumento e sono state effettuate delle prove in vasca oceanica presso il laboratorio di idraulica del “HMRC – Hydraulics and Marine Research Centre” dell’Università di Cork, Irlanda. Nella seconda fase è stata realizzata una analisi numerica della componente fissa del dispositivodi riferimento in scala 1:20, mediante l’utilizzo di un modello numerico fluidodinamico a medie di Reynolds (CFD-RANS), con lo scopo di calibrare il modello stesso; tale calibrazione è stata effettuata facendo confronti con tre casi rappresentativi scelti fra le prove in laboratorio realizzate durante la primafase. Dai risultati della calibrazione della seconda fase è stata effettuata una analisi fluidodinamica del dispositivo dotato di turbina Wells, con lo scopo di valutare la potenza assorbita dalla girante verificando l’influenza del coefficiente di flusso (j), del periodo d’onda (Tw) e del numero di pale della girante.
È stato infine sviluppato il progetto e si è proceduto alla realizzazione della componente fissa del dispositivo in scala 1:5, mirato ad effettuare gli studi in vasca oceanica necessari per completare lo ‘STAGE 3’ (TRL 5-6), previsto dal protocollo proposto dalla Ocean Energy Systems (OES) per la realizzazione dei dispositivi di generazione da fonte marina (PSS – Piano di Sviluppo Strutturale).

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