Modellazione numerica agli Elementi Finiti della dinamica del cavo elettrico di un convertitore di energia ondosa galleggiante

1.INTRODUZIONE 3 1. INTRODUZIONE 1.1. Motivazione Negli ultimi decenni si è assistito ad una notevole innovazione nel campo dei dispositivi in grado di ricavare energia elettrica dal moto ondoso, detti Wave Energy Converters. Sono stati e vengono tuttora ideati nuovi prototipi grazie al continuo sviluppo tecnologico in ambito marittimo e alla contemporanea necessità di ricercare fonti di energia alternativa. Un aspetto non ancora pienamente sviluppato riguarda la tecnologia di trasporto a terra dell’energia elettrica ricavata dai convertitori. Ciò avviene mediante opportuni cavi elettrici, detti umbilicals, che risultano soggetti, però, sia alle sollecitazioni imposte dal moto ondoso, sia al proprio peso che all’azione di sfregamento dovuta al contatto con il fondo del mare. L’umbilical potrebbe quindi danneggiarsi, a causa di sollecitazioni eccessive. La tesi affronta il problema di progetto e verifica dell’umbilical, che interessa sia le strutture che si trovano in mare aperto ( offshore), sia quelle che si trovano lungo la costa ( in shore ) o vicino ad essa ( near shore ). 1.2. Obiettivi e metodi Lo scopo principale di questa tesi è quello di analizzare il comportamento del cavo elettrico di trasmissione dell’energia estratta da un dispositivo WEC e di creare un modello matematico che consenta di rappresentarlo in modo efficace. In particolare nell’elaborato viene studiato il comportamento di un cavo elettrico disposto secondo diverse configurazioni, osservando quali di esse comporti le minori sollecitazioni, per evitarne il danneggiamento; si stabilisce, infine, quali siano gli ambiti di utilizzo idonei ad un corretto ed efficiente funzionamento dell’umbilical stesso. Il risultato numerico sarà confrontato con quello ottenuto per via sperimentale, in maniera tale da verificare e calibrare il modello matematico.