L'energia eolica avra' un ruolo sempre piu' importante nella transizione energetica sia perche' il vento e' una risorsa abbondante e inesauribile e sia perche' la tecnologia eolica e' matura. Mentre le fattorie eoliche crescono di dimensioni e di numero, cominciano a sorgere preoccupazioni riguardo ai possibili impatti sull'ambiente e sulle variabili atmosferiche all'interno e in prossimita' delle fattorie eoliche. Questi impatti sono di magnitudine modesta e includono cambiamenti di: flussi turbolenti alla superficie, altezza dello strato limite, distribuzioni verticali di vento, temperatura e umidita'. Questo corso esplora questi effetti delle installazioni di energia eolica sull'ambiente, con enfasi sulle scie delle turbine eoliche, che si formano a valle delle turbine stesse e sono caratterizzate da una riduzione della velocita' del vento e da un aumento della turbolenza atmosferica. Queste scie sono la causa principale non solo degli impatti ambientali di cui sopra, ma anche di significanti perdite energetiche e inefficienze delle fattorie eoliche stesse. Soluzioni ingegneristiche che evrranno esplorate in questo corso includono per esempio l'ottimizzazione del layout e il controllo in tempo reale dell'angolo di imbardata e della coppia.

Conoscenza base di Python o Matlab o altro linguaggio di programmazione; Conoscenza base di fluido meccanica e analisi matematica.

Modulo 1 – Meteorologia per l'energia eolica • Equazioni di conservazione di momento, energia e massa; • Stabilita' atmosferica e profili di temperatura; • Turbolenza (convettiva e dinamica); • Distribuzioni statistiche del vento (Weibull, Rayleight, rose di vento); • Valutazione della risorsa eolica. Modulo 2 – Aerodinamica delle turbine eoliche • Coefficiente di spinta e di potenza, curva di potenza; • Limite di Betz; • Produzione energetica annua. Modulo 3 – Scie • Modelli analitici di deficit di velocita' e di turbolenza; • Sovrapposizione delle scie; • Effetti delle scie; • Ottimizzazione del layout delle fattorie eoliche.

Modalitΰ mista

Presentazione orale

P.D.1-1 - Novembre

Il corso e' di 20 ore, di cui circa 15 ore face-to-face e 5 di attivita' hands-on in classe. Articoli di interesse e materiale di studio verranno forniti in classe. L'esame orale e' obbligatorio e dura circa 30 minuti. Durante l'esame orale, alla studente sara' chiesto di discutere argomenti pratici e teorichi che sono stati approfonditi in classe e di risolvere dei problemi pratici simili a quelli introdotti in classe. Questo formato ha lo scopo di valutare l'abilita' della studente di capire concetti teorici e applicarli a problemi pratici, tipic di applicazioni ingegneristiche Durante l'esame non sara' possibile consultare appunti o libri o Internet.