Il mantenimento della leadership tecnologica mondiale nel settore delle energie rinnovabili è uno degli obiettivi principali del programma di finanziamento della ricerca della Comunità Europea Horizon 2020, con particolare interesse per il settore dell’energia eolica. Attualmente uno dei filoni di ricerca più rilevanti, tra quelli che riguardano lo sfruttamento dell’energia del vento, è legato alle installazioni off-shore delle macchine eoliche. La tecnologia attuale è caratterizzata da installazioni “bottom-fixed”, ossia con la macchina direttamente installata sul fondo del mare, tramite sottostrutture a monopalo o a traliccio; questo tipo di parco eolico marino rappresenta la quasi totalità delle wind farm off-shore già operative o in corso di costruzione.  
Le macchine “bottom-fixed” possono essere installate, e sono economicamente competitive, fino a circa 50 m di profondità del mare, mentre perdono convenienza economica con fondali più profondi. La presenza di vento e di fondali relativamente bassi ha permesso un grande sviluppo dell’eolico off-shore nel Mare del Nord; la situazione del fondale è molto differente se si considerano invece il Mar Mediterraneo e l’Oceano Atlantico, perché in questi casi la risorsa (il vento) è presente in zone caratterizzate da acque più profonde. In questi mari, lo sfruttamento della risorsa eolica è possibile solo grazie a macchine installate su piattaforme galleggianti; questo tipo di tecnologia permette inoltre di stare a grande distanza dalla costa, diminuendo così l’impatto visivo e aumentando l’accettazione delle wind farm da parte dei cittadini.
Ad oggi le poche macchine galleggianti installate, se ne contano 7 in tutto, sono caratterizzate da un costo dell’energia prodotta molto elevato, non competitivo sul mercato. E’ in questo contesto che si registra lo sforzo di molti ricercatori europei per migliorare tutti gli aspetti di questo tipo di macchina in modo da renderla una alternativa percorribile anche dal punto di vista economico: ogni elemento del sistema macchina+sottostruttura+ormeggio deve essere migliorato e ottimizzato in modo da aumentarne la vita utile e ridurne il costo. Attualmente la ricerca è focalizzata su tutti gli aspetti del problema: dalla modellazione numerica aero-idro elastica, al disegno di sistemi di controllo evoluti e specificamente dedicati a questo tipo di macchina, dalle operazioni di installazione e manutenzione alla riduzione delle incertezze nella predizione delle performances e nello sviluppo di tecniche di modellazione fisica in scala atte alla validazione dei modelli numerici.  
Proprio la modellazione in scala rappresenta una delle grandi sfide, a causa dell’interazione della turbina con due elementi naturali allo stesso tempo: il mare, ossia il forzamento dovuto al moto ondoso, e il vento. Le strutture sperimentali, i “laboratori” dove si testano oggi le turbine off-shore, sono pensate per simulare l’interazione con uno solo di questi due elementi: i bacini oceanici servono per studiare l’interazione con le onde, e le gallerie del vento sono pensate per la corretta riproduzione del carico eolico. Per superare questo problema i laboratori si stanno orientando verso tecniche di prova ibride in cui si affianca al modello fisico un modello numerico in tempo reale. In questo contesto si inserisce la ricerca fatta presso il Dipartimento di Meccanica nell’ambito del progetto Europeo H2020 LIFES50+, coordinato  per MeccPolimi dal prof. Marco Belloli.  
Il gruppo di ricerca del Dipartimento, composto da una decina di docenti e ricercatori e da oltre 20 studenti che hanno svolto la loro tesi di master sull’argomento, ha sviluppato una metodologia ibrida per provare le macchine eoliche galleggianti nella Galleria del Vento a strato limite del Politecnico di Milano. Questa metodologia si basa su una modellazione agli stati dell’idrodinamica, che viene integrata in tempo reale, insieme alla dinamica del sistema di ormeggio, mentre le forze aerodinamiche vengono misurate sul modello fisico della turbina. Il sistema viene movimentato tramite un esapode che simula alla base della macchina gli spostamenti, in scala, che subirà la vera turbina in mare.
Durante lo sviluppo del progetto il gruppo ha curato tutti gli aspetti del problema, ossia la progettazione e realizzazione del modello in scala della turbina, con il sistema di attuazione e controllo che riproduce il comportamento servo-aeroelastico della macchina full-scale, il progetto e la realizzazione dell’esapode e del controllore che simula l’effetto del galleggiamento e la definizione e implementazione del modello numerico in tempo reale che simula l’interazione idroelastica. Da ultimo è stata definita la metodologia di prova in Galleria del Vento.  
Il gruppo di ricerca è parte della sezione di Meccanica dei Sistemi, coinvolta oggi in altri due progetti europei legati all’energia eolica, a riprova dell’interesse in continua crescita per questo filone di indagini: CL Windcon, dedicato al controllo delle wind farm, e The Blue Growth Farm, che prevede la realizzazione di una piattaforma off-shore galleggiante multi-purpose in scala 1:15.

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