IT201600094920A1 - Sistema di ancoraggio perfezionato per un generatore di energia elettrica sottomarino e relativo impianto di produzione di energia elettrica sottomarino - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione fa riferimento ad un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino.

In particolare, la presente invenzione fa riferimento ad un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino comprendente un corpo e un cavo di ancoraggio, il quale è associato a tale corpo ed è atto a collegare il sistema di ancoraggio al generatore. La descrizione seguente è fatta con riferimento a questo campo di applicazione con il solo scopo di semplificarne l’esposizione.

Arte nota

Come è ben noto in questo specifico settore tecnico, un generatore di energia elettrica sottomarino è un sistema in grado di convertire l’energia delle correnti marine (o fluviali) in energia elettrica. In particolare, una volta che il generatore viene immerso in acqua, la corrente marina causa la rotazione di un’elica compresa nel generatore stesso, l’albero di rotazione di tale elica trasferendo l’energia meccanica di rotazione ad un alternatore ad esso collegato, trasformando in questo modo l’energia del flusso d’acqua che investe l’elica in energia elettrica.

Le correnti marine rappresentano una fonte di energia rinnovabile potenzialmente illimitata e non inquinante. Inoltre, una tale fonte di energia non è influenzata né dalle condizioni meteorologiche (a differenza dei sistemi eolici e dei sistemi fotovoltaici) né dalla successione giorno/ notte (a differenza dei sistemi fotovoltaici). Di conseguenza, l’energia presente nelle correnti marine è una forma di energia continuamente disponibile, il cui sfruttamento è quindi ideale per la gestione dei complessi attuali sistemi di distribuzione energetica.

Ulteriormente, un generatore di energia elettrica sottomarino ha impatto ambientale sostanzialmente nullo.

In generale, un impianto di produzione di energia elettrica sottomarino comprende due componenti principali: il generatore di energia elettrica sottomarino sopradescritto e un sistema di ancoraggio collegato al generatore e atto ad ancorare al fondale tale generatore.

È noto realizzare il sistema di ancoraggio nella forma di un blocco di materiale pesante non galleggiante in grado di adagiarsi sul fondale, trascinando in profondità il generatore ad esso collegato mediante un cavo di ancoraggio. In una tale soluzione nota, il sistema di ancoraggio è un “corpo morto” semplicemente appoggiato sul fondale ed in grado di trattenere il generatore ad una profondità desiderata mediante il cavo di ancoraggio, la lunghezza di tale cavo di ancoraggio variando in funzione della profondità desiderata per il generatore.

Ad esempio, la lunghezza del cavo di ancoraggio viene dimensionata in modo tale che il generatore, una volta immerso in acqua, si trovi ad una profondità in corrispondenza della quale si ha la corrente maggiore, il peso del sistema di ancoraggio essendo tale da garantire il posizionamento stabile del generatore quando questo è immerso al centro della corrente.

Usualmente, il cavo di ancoraggio viene utilizzato sia per la messa in posa del generatore e del sistema di ancoraggio stesso sia per il trasporto dell’energia prodotta da tale generatore verso una stazione di terra.

La soluzione nota sopradescritta presenta l’inconveniente che, una volta adagiato sul fondale, il recupero di un tale sistema di ancoraggio è complicato, soprattutto nel caso di fondali profondi. Un recupero del sistema di ancoraggio è ad esempio necessario in caso di rottura del cavo di ancoraggio, seguita da una riemersione incontrollata del generatore, oppure nel caso in cui è necessario far riemergere il generatore per una sua manutenzione e/o un suo riposizionamento, tale recupero avvenendo tramite un’apposita strumentazione, quale ad esempio un argano.

Si verifica quindi che, in generale, il problema principale delle soluzioni note è che esse richiedono grossi sforzi ed investimenti economici sia per il posizionamento del generatore (e quindi per il suo ancoraggio al fondale), sia per l’eventuale recupero dell’impianto composto dal generatore e dal sistema di ancoraggio.

Il problema tecnico della presente invenzione è quindi quello di escogitare un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da consentire di superare le limitazioni e gli inconvenienti che tuttora affliggono le soluzioni note, in particolare in grado di essere posizionato facilmente su un fondale, garantendo un semplice posizionamento del generatore ad esso collegato, nonché un suo semplice recupero anche in caso di rottura del cavo di ancoraggio.

Sommario dell'Invenzione

L'idea di soluzione che sta alla base della presente invenzione è quella di realizzare un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino avente un corpo semigalleggiante e comprendente un primo serbatoio, il cui riempimento di acqua permette l'immersione di tale sistema di ancoraggio e il cui riempimento di aria compressa (con conseguente espulsione dell’acqua) ne permette la riemersione, il riempimento di aria compressa potendo avvenire anche tramite un secondo serbatoio installato su tale sistema di ancoraggio.

Sulla base di tale idea di soluzione, il suddetto problema tecnico è primariamente risolto da un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino, tale sistema di ancoraggio comprendendo un corpo ed un cavo di ancoraggio, il quale è associato a tale corpo ed è atto a collegare tale sistema di ancoraggio a tale generatore, il sistema di ancoraggio essendo caratterizzato dal fatto che il corpo è semigalleggiante e dal fatto di comprendere almeno un primo serbatoio, il quale si estende lungo un asse longitudinale ed è alloggiato nel corpo del sistema di ancoraggio, tale almeno un primo serbatoio essendo dotato di almeno una prima apertura atta a consentire alimentazione di acqua in tale almeno un primo serbatoio e di almeno una seconda apertura atta a consentire l’alimentazione di aria compressa in tale almeno un primo serbatoio mediante un sistema di alimentazione di aria compressa.

Più in particolare, l’invenzione comprende le seguenti caratteristiche supplementari e facoltative, prese singolarmente o all 'occorrenza in combinazione.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il sistema di alimentazione di aria compressa può comprendere una linea di alimentazione di aria compressa atta ad alimentare neiralmeno un primo serbatoio aria compressa proveniente da una stazione di terra.

Opportunamente, tale sistema di alimentazione di aria compressa può comprendere almeno un secondo serbatoio incluso nel sistema di ancoraggio e contenente aria compressa, tale almeno un secondo serbatoio essendo collegato airalmeno un primo serbatoio ed essendo atto ad alimentare direttamente aria compressa in tale almeno un primo serbatoio.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, l’almeno un primo serbatoio può avere una forma cilindrica e l’almeno un secondo serbatoio può essere nella forma di un fascio tubiero comprendente una pluralità di tubi disposti attorno a tale almeno un primo serbatoio, tali tubi di tale fascio tubiero di tale almeno un secondo serbatoio avendo i loro assi longitudinali paralleli tra loro e paralleli all’asse longitudinale di tale almeno un primo serbatoio.

Ulteriormente, ciascuno dei tubi del fascio tubiero delTalmeno un secondo serbatoio può essere mantenuto in posizione da almeno un anello che circonda tede almeno un primo serbatoio ed è fissato alla sua superficie esterna, la corona circolare di tale almeno un anello comprendendo una pluralità di fori atti ad alloggiare i tubi di tale almeno un secondo serbatoio, tali fori essendo disposti in una configurazione angolare che è radialmente simmetrica rispetto all’asse longitudinale del primo serbatoio, in modo tale che i tubi di tale almeno un secondo serbatoio sono tra loro radialmente equispaziati.

Secondo un altro aspetto ancora dell'invenzione, il sistema di ancoraggio può comprendere una pluralità di strutture di appoggio atte a garantire l’appoggio di tale sistema di ancoraggio ad un fondale, tali strutture di appoggio sporgendo da una faccia del corpo rivolta verso tale fondale.

Tali strutture di appoggio possono essere solidali al corpo, oppure possono essere alloggiate in fori realizzati in tale corpo nei quali sono trattenute tramite un sistema di rilascio a molla, oppure possono essere telescopiche.

Secondo un altro aspetto ancora dell’invenzione, il cavo di ancoraggio può comprendere almeno un primo cavo e almeno un secondo cavo tra loro indipendenti, uno tra tale primo cavo e tale secondo cavo avendo una lunghezza superiore alla lunghezza dell’altro tra tale primo cavo e tale secondo cavo.

Ulteriormente, il corpo del sistema di ancoraggio può essere realizzato in un materiale scelto tra calcestruzzo o acciaio, preferibilmente in calcestruzzo.

Si sottolinea inoltre che l’almeno un primo serbatoio può essere realizzato in un materiale metallico, preferibilmente in acciaio, l’almeno un secondo serbatoio può essere realizzato in acciaio, e l’almeno un anello può essere realizzato in un materiale metallico, preferibilmente acciaio.

Vi è inoltre da notare che il sistema di ancoraggio dell’invenzione può comprendere un cavo operativo che collega tale sistema di ancoraggio al generatore e a una stazione di terra, tale cavo operativo comprendendo mezzi atti ad inviare a tale sistema di ancoraggio segnali di controllo, nonché cavi atti al trasporto dell’energia elettrica generata.

Ulteriormente, il cavo operativo può comprendere la linea di alimentazione di aria compressa.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il sistema di ancoraggio può comprendere ulteriormente mezzi di ricezione/ trasmissione wireless atti a ricevere e inviare segnali wireless, tali mezzi di ricezione/ trasmissione essendo atti a comandare l’alimentazione di aria compressa nell’almeno un primo serbatoio tramite ricezione di un segnale di pilotaggio di opportune valvole aventi un attuatore ad aria compressa, e/o essendo atti al monitoraggio, al comando e al controllo di parametri operativi di tale sistema di ancoraggio.

Infine, secondo un altro aspetto ancora dell’invenzione, il sistema di ancoraggio può comprendere ulteriormente un carter, il quale è collegato al corpo del sistema di ancoraggio ed è atto a ricoprire tale almeno un primo serbatoio ed eventualmente tale almeno un secondo serbatoio a guisa di struttura di protezione.

La presente invenzione fa altresì riferimento ad un impianto di produzione di energia elettrica sottomarino comprendente almeno un generatore di energia elettrica sottomarino e almeno un sistema di ancoraggio come sopradescritto, tale generatore essendo ancorato ad un fondale tramite tale sistema di ancoraggio.

In particolare, tale generatore può comprendere almeno: - un corpo principale, il quale si estende lungo un asse longitudinale definendo una cavità al suo interno ed è dotato di due aperture opposte lungo tale asse longitudinale che permettono il passaggio di un flusso di fluido airinterno di tale cavità;

- un corpo di contenimento incluso nel corpo principale, tale corpo di contenimento sviluppandosi lungo l’asse longitudinale del corpo principale tra una prima porzione di estremità e una seconda porzione di estremità, tale corpo di contenimento includendo a sua volta almeno un alternatore; e

- almeno un’elica, disposta girevole attorno al corpo di contenimento, la quale causa la rotazione dell’asse di rotazione di tale almeno un alternatore.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il generatore può comprendere una coppia di alternatori, una prima elica e una seconda elica, le quali sono disposte girevoli attorno al corpo di contenimento con il loro asse di rotazione coincidente con l’asse longitudinale del corpo principale, tale prima elica e tale seconda elica essendo controrotanti.

Ulteriormente, il generatore può comprendere una pluralità di alette disposte tra la prima elica e la seconda elica, tali alette essendo conformate e disposte in modo tale da consentire al flusso di fluido di riassumere il parallelismo con l’asse di rotazione delle eliche nello scorrere tra tali eliche.

Infine, il generatore può comprendere ulteriormente una prima pinna che si estende a partire dal corpo principale, una zavorra fissata ad un’estremità della prima pinna, nonché una pluralità di seconde pinne collegate alla prima pinna o al corpo principale, tale prima pinna, tale zavorra e tali seconde pinne essendo atte a stabilizzare spazialmente il generatore.

Le caratteristiche e i vantaggi del sistema di ancoraggio della presente invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un suo esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

In tali disegni:

- la figura 1 mostra schematicamente un generatore di energia elettrica sottomarino collegato ad un sistema di ancoraggio della presente invenzione;

- la figura 2A mostra schematicamente una vista frontale del sistema di ancoraggio della presente invenzione;

- la figura 2B mostra schematicamente una vista laterale del sistema di ancoraggio di figura 2A;

- la figura 3A mostra schematicamente una prima apertura e relative valvole di un primo serbatoio del sistema di ancoraggio della presente invenzione;

- la figura 3B mostra schematicamente una vista in sezione di un cavo operativo collegato al sistema di ancoraggio della presente invenzione;

- la figura 4A mostra una vista schematica del generatore di energia elettrica sottomarino collegato al sistema di ancoraggio della presente invenzione; e

- la figura 4B mostra schematicamente una vista frontale del generatore di energia elettrica sottomarino collegato al sistema di ancoraggio della presente invenzione.

Descrizione dettagliata

Con riferimento a tali ligure, con 1 è globalmente e schematicamente indicato un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrico sottomarino in accordo con la presente invenzione.

È opportuno notare che le figure rappresentano viste schematiche e non sono disegnate in scala, ma sono invece disegnate in modo da enfatizzare le caratteristiche importanti dell’invenzione. Ulteriormente, nelle figure, i diversi pezzi sono rappresentati in modo schematico, la loro forma potendo variare a seconda deH’applicazione desiderata. È inoltre opportuno notare che nelle figure numeri di riferimento identici si riferiscono ad elementi identici per forma o funzione.

Come illustrato nella figura 1 , il sistema di ancoraggio 1 è atto ad ancorare un generatore 10 di energia elettrica sottomarino ad un fondale F marino (o fluviale), tale generatore 10 producendo energia elettrica tramite sfruttamento dell’energia delle correnti marine (o fluviali) come descritto in relazione all’arte nota.

Come verrà descritto dettagliatamente nel seguito, il sistema di ancoraggio 1 garantisce l’immersione in acqua e l’ancoraggio al fondale F del generatore 10, trascinandolo in profondità sotto l’azione del proprio peso, nonché la sua eventuale riemersione, ad esempio in caso di necessità di interventi di manutenzione o spostamento di tale generatore 10.

Facendo ora riferimento alle figure 2 A e 2B, le quali mostrano rispettivamente una vista frontale e una vista laterale del sistema di ancoraggio 1 secondo la presente invenzione, il sistema di ancoraggio 1 comprende un corpo 2, opportunamente sagomato, il quale ha lo scopo principale di fornire massa, ovvero peso ancorante, per il generatore 10.

Il corpo 2, il quale è rappresentato nelle figure come un blocco unico di materiale, è realizzato preferibilmente in calcestruzzo armato, anche se altri materiali sono possibili, quali ad esempio acciaio zavorrato.

Il sistema di ancoraggio 1 comprende ulteriormente un cavo di ancoraggio 3, collegato al corpo 2 ad esempio tramite un telaio di ancoraggio 3f, tale cavo di ancoraggio 3 essendo atto in primo luogo a collegare il sistema di ancoraggio 1 al generatore 10.

Il cavo di ancoraggio 3 può essere nella forma di una fune realizzata in un materiale metallico (ad esempio acciaio), di una fune realizzata in un materiale sintetico, oppure nella forma di una catena realizzata in un materiale metallico (ad esempio acciaio). Ovviamente la forma ed il materiale del cavo di ancoraggio 3 può variare in funzione degli sforzi a cui sono sottoposti il sistema di ancoraggio 1 e il generatore 10, nonché in funzione di criteri di economicità e durabilità.

In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il cavo di ancoraggio 3 comprende almeno un primo cavo e almeno un secondo cavo, tali primo e secondo cavo essendo fra loro indipendenti ed entrambi collegati tramite una loro estremità al sistema di ancoraggio 1 e tramite l’altra estremità al generatore 10. La configurazione a doppio cavo, ovvero la presenza di un primo cavo e di un secondo cavo, è adottata per motivi di sicurezza, ovvero per impedire che un possibile incidente causi la rottura del cavo di ancoraggio 3 e quindi l’emersione non controllata del generatore 10. In particolare, il primo cavo può essere una fune tesa avente una determinata lunghezza, mentre il secondo cavo può essere una catena (o anche una fune) avente una lunghezza leggermente superiore a quella del primo cavo, in modo tale che, se il primo cavo viene danneggiato o si spezza, il secondo cavo garantisce comunque l’ancoraggio al fondale F del generatore 10. In ogni caso, entrambi i cavi compresi nel cavo di ancoraggio 3 sono dimensionati per resistere al massimo sforzo atteso.

Ovviamente la forma di realizzazione sopraesposta è fornita solamente a titolo illustrativo e non limitativo, il cavo di ancoraggio 3 potendo includere un numero qualsivoglia di cavi di qualunque forma e materiale adatti ad ancorare il generatore 10.

Opportunamente, il corpo 2, il quale come precedentemente osservato è preferibilmente realizzato in calcestruzzo, è conformato e dimensionato in modo da garantire un suo parziale galleggiamento. In particolare, una volta posato in acqua, il corpo 2 viene parzialmente sommerso dall’acqua, mentre una sua prima faccia SI, opposta ad una sua seconda faccia S2 rivolta verso il fondale F, emerge dall’acqua permettendo al personale specializzato di accedere facilmente al sistema di ancoraggio 1 per eventuali operazioni di installazione e/o manutenzione. In altre parole, il corpo 2 è semigalleggiante, con la prima faccia S 1 , che è una faccia superiore secondo il riferimento locale delle figure, che emerge dall’acqua e con la seconda faccia S2, che è una faccia inferiore secondo il riferimento locale delle figure, che è immersa nell’acqua.

Facendo ancora riferimento alla figura 2 A, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, il sistema di ancoraggio 1 comprende almeno un primo serbatoio 5 atto a garantire in modo semplice l’immersione e la successiva riemersione del sistema di ancoraggio 1 , e quindi atto a garantire il posizionamento ed il recupero del generatore 10.

In particolare, il primo serbatoio 5 è atto a essere riempito di acqua, nel caso in cui si desideri l’immersione del sistema di ancoraggio 1, o di aria, nel caso in cui si desideri la riemersione di tale sistema di ancoraggio 1, come verrà descritto in modo più dettagliato in quanto segue.

Il primo serbatoio 5 è disposto sul corpo 2 in modo fisso ed è parzialmente annegato in esso, tale corpo 2 realizzando quindi una struttura di protezione per tale primo serbatoio 5.

In particolare, il corpo 2 è opportunamente conformato in modo da alloggiare il primo serbatoio 5 in un’opportuna sede di alloggiamento realizzata in esso e in modo da presentare, attorno al primo serbatoio 5 parzialmente annegato in esso, un piano di calpestio ricavato sulla sua prima faccia SI per permettere le operazioni di installazione e/o manutenzione da parte di operatori specializzati.

Nella forma di realizzazione illustrata nella figura 2 A, il primo serbatoio 5 ha forma cilindrica ed è realizzato preferibilmente in un materiale metallico (ad esempio acciaio). Sebbene la forma di realizzazione in cui il primo serbatoio 5 ha forma cilindrica sia considerata preferita, è evidente che tale primo serbatoio 5 può avere anche altre forme, la presente invenzione non essendo limitata ad una particolare forma per tede primo serbatoio 5.

In generale, il primo serbatoio 5 si sviluppa attorno ad un asse longitudinale H-H, il quale è parallelo ad un asse longitudinale del corpo 2, come illustrato in figura 2B, anche se altre disposizioni sono ovviamente possibili, ad esempio è possibile prevedere una configurazione in cui il primo serbatoio 5 è disposto con il suo asse longitudinale H-H ortogonale all’asse longitudinale del corpo 2.

Il primo serbatoio 5 è dimensionato in modo da sostenere pressioni elevate, la pressione variando in funzione della profondità del fondale F su cui appoggia il sistema di ancoraggio 1.

Nello specifico, come illustrato in figura 3A, il primo serbatoio 5 è dotato di almeno una prima apertura 5’ atta a consentire l’alimentazione di acqua in esso, nonché di almeno una seconda apertura (non illustrata nelle figure) atta a consentire l’alimentazione di aria compressa in esso, con conseguente espulsione di acqua eventualmente contenuta.

Il riempimento di acqua del primo serbatoio 5 tramite la prima apertura 5’ è regolato da almeno una valvola 5v collegata a tale prima apertura 5’, tale valvola 5v essendo comandata da una stazione di terra (anch’essa non illustrata). In particolare, tutte le valvole che regolano l’apertura e la chiusura delle aperture nella presente invenzione sono valvole con attuatore ad aria compressa.

Nella forma di realizzazione illustrata nella figura 3 A, sono illustrate quattro valvole 5v collegate alla prima apertura 5’ del primo serbatoio 5 e disposte simmetricamente attorno ad essa, anche se è ovviamente possibile prevedere un numero qualsiasi di valvole 5v a seconda delle esigenze e/o circostanze.

La prima apertura 5’ del primo serbatoio 5 può essere ad esempio una presa a mare disposta opportunamente sulla sua superficie, in particolare sulla porzione di superficie del primo serbatoio 5 rivolta verso il fondale F, come verrà illustrato nel seguito.

In questo modo, quando riempito di acqua a seguito deU’apertura della valvola 5v della prima apertura 5’, il primo serbatoio 5 causa un aumento del peso complessivo del sistema di ancoraggio 1, il quale altrimenti sarebbe semigalleggiante in virtù del corpo 2 in calcestruzzo, e quindi causa la sua immersione, con la conseguente immersione del generatore 10.

In particolare, una volta riempito di acqua, il primo serbatoio 5 fa sì che il sistema di ancoraggio 1 ed in particolare il suo corpo 2 perda la sua capacità di galleggiamento e sviluppi una forza opposta e superiore in modulo alla forza (spinta) che provoca il suo galleggiamento. Quando il primo serbatoio 5 è pieno di acqua, il sistema di ancoraggio 1 posa sul fondale F esercitando una forza di ritenzione sul generatore 10, al quale è collegato mediante il cavo di ancoraggio 3 che mantiene lo stesso ancorato a tale fondale F. La lunghezza del cavo di ancoraggio 3 determina la posizione del generatore 10 rispetto al fondale F.

Ulteriormente, facendo ora riferimento alla figura 3B, il sistema di ancoraggio 1 comprende un cavo operativo 3op, il quale è atto a trasferire l’energia elettrica prodotta dal generatore 10 al sistema di ancoraggio 1 e da questo alla stazione di terra. In altre parole, il cavo operativo 3op è collegato sia al generatore 10, sia al sistema di ancoraggio 1 , sia alla stazione di terra.

II cavo operativo 3op può essere ad esempio un tubo flessibile di gomma, il quale è sostenuto dal cavo di ancoraggio 3, ad esempio attorcigliato attorno ad esso, nel tratto tra il generatore 10 ed il sistema di ancoraggio 1 .

In particolare, come illustrato nella figura 3B, il cavo operativo 3op comprende una linea di alimentazione di aria compressa 3ar atta ad alimentare dalla stazione di terra aria compressa all’interno del primo serbatoio 5 qualora si desideri far riemergere il sistema di ancoraggio 1. In particolare, la linea di alimentazione di aria compressa 3ar alimenta aria compressa nel primo serbatoio 5 attraverso la sua seconda apertura, causando l’espulsione dell’acqua precedentemente immagazzinata, la quale viene espulsa dalla prima apertura 5’. Di conseguenza, la prima apertura 5’ funge anche da apertura di scarico e la corrispondente valvola 5v, la quale viene aperta al momento dell’espulsione dell’acqua, funge anche da valvola di scarico del primo serbatoio 5.

L’alimentazione di aria compressa all’intemo del primo serbatoio 5 è in particolare regolata da un’opportuna valvola collegata alla seconda apertura e che collega tale seconda apertura alla linea di alimentazione di aria compressa 3ar del cavo operativo 3op.

Come verrà descritto nel seguito, il cavo operativo 3op comprende anche mezzi 3s (ad esempio cavi elettrici o in fibra) atti ad inviare al sistema di ancoraggio 1 segnali di comando e controllo gestiti dalla stazione di terra, nonché cavi 3eg atti al trasporto dell’energia elettrica generata.

Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, l’aria compressa viene quindi alimentata nel primo serbatoio 5 mediante un apposito sistema di alimentazione di aria compressa. Più in particolare, tale sistema di alimentazione di aria compressa può essere ad esempio un compressore situato nella stazione di terra e collegato al primo serbatoio 5 mediante la linea di alimentazione di aria compressa 3ar, oppure tale compressore può essere compreso nel sistema di ancoraggio 1 stesso.

In seguito al riempimento di aria compressa, l’acqua viene espulsa dal primo serbatoio 5 come descritto in precedenza e il peso complessivo del sistema di ancoraggio 1 è ridotto, causando l’emersione di tale sistema di ancoraggio 1 e quindi del generatore 10 ad esso collegato.

Opportunamente, secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il sistema di alimentazione di aria compressa nel primo serbatoio 5 è rappresentato da almeno un secondo serbatoio 6 compreso nel sistema di ancoraggio 1, tale secondo serbatoio 6 contenendo al proprio interno aria compressa ad una pressione tale da permettere lo svuotamento del primo serbatoio 5 quando esso è riempito di acqua.

In particolare, il secondo serbatoio 6 è collegato al primo serbatoio 5 mediante opportuni mezzi di collegamento, che comprendono ad esempio opportune valvole ad aria compressa, così da poter alimentare direttamente aria compressa nel primo serbatoio 5 sempre tramite la sua seconda apertura, in particolare anche nel caso in cui il cavo operativo 3op non sia presente o non sia in grado di alimentare aria compressa, ad esempio a causa di una rottura imprevista di tale cavo operativo 3op.

Ovviamente è possibile prevedere una forma di realizzazione in cui il sistema di alimentazione di aria compressa comprende sia la linea di alimentazione di aria compressa 3ar del cavo operativo 3op sia il secondo serbatoio 6, utilizzabili in momenti distinti o anche contemporaneamente. In particolare, in questo caso, il primo serbatoio 5 comprende preferibilmente una sola seconda apertura, tale seconda apertura essendo alimentata da due linee indipendenti, ovvero da una prima linea collegata alla linea di alimentazione di aria compressa 3ar e avente una propria valvola, e da una seconda linea alimentata dal secondo serbatoio 6 e anch’essa avente una propria valvola.

Facendo nuovamente riferimento alla figura 2A, in ima forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il primo serbatoio 5 ha forma cilindrica e il secondo serbatoio 6 è nella forma di un fascio tubiero, ovvero nella forma di una pluralità di tubi disposti preferibilmente attorno al primo serbatoio 5.

I tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 hanno generalmente un diametro inferiore al diametro del primo serbatoio 5, il termine diametro intendendo nella presente descrizione una dimensione trasversale massima. Ad esempio, nel caso di un primo serbatoio 5 di forma cilindrica con un diametro di circa 1000 mm, i tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 hanno preferibilmente un diametro inferiore a 100 mm.

Lo spessore dei tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 varia in funzione della profondità del fondale F su cui appoggia il sistema di ancoraggio 1. In particolare, a titolo di esempio, lo spessore di tali tubi può variare tra 89 mm e 101 mm ipotizzando una profondità del fondale F di circa 20 m.

I tubi del secondo serbatoio 6 sono preferibilmente disposti attorno al primo serbatoio 5 con i loro assi longitudinali tra loro paralleli e paralleli aitasse longitudinale H-H del primo serbatoio 5, tali tubi essendo tra loro preferibilmente radialmente equispaziati, come verrà illustrato più avanti.

In questa forma di realizzazione preferita, ciascun tubo del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 è trattenuto nella posizione a cui è destinato attorno al primo serbatoio 5 da almeno un anello 7 che circonda tale primo serbatoio 5 ed è fissato alla sua superficie esterna (ad esempio saldato). In particolare, gli anelli 7 comprendono un’apertura centrale avente una forma tale da alloggiare senza gioco il primo serbatoio 5. Inoltre, la corona circolare degli anelli 7 comprende una pluralità di fori 7’ atti ad alloggiare i tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6, tali fori T essendo quindi in numero corrispondente ai tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6. I tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 sono quindi inseriti nel relativo foro 7’ degli anelli 7, i quali quindi garantiscono la tenuta in posizione di tali tubi. Tali fori 7’ hanno sostanzialmente tutti lo stesso diametro e il centro di ciascuno di tali fori 7’ è separato dal centro dei fori adiacenti di una stessa distanza, così che i tubi del secondo serbatoio 6 sono tra loro radialmente equispaziati come sopra indicato. In altre parole, i fori 7’ sono disposti sulla corona circolare degli anelli 7 in una configurazione angolare che è radialmente simmetrica rispetto a detto asse longitudinale (H-H), ovvero rispetto al centro del rispettivo anello 7.

I tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 sono quindi associati al primo serbatoio 5 tramite gli anelli 7, i quali possono essere realizzati in un materiale metallico quale acciaio.

Preferibilmente, i tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 sono tra loro collegati in modo da facilitare il collegamento di tali tubi nel loro complesso al primo serbatoio 5.

I tubi del fascio tubiero del secondo serbatoio 6 sono anch/essi realizzati preferibilmente in acciaio.

Ovviamente la forma di realizzazione sopraesposta, in cui il secondo serbatoio 6 è nella forma di un fascio tubiero, è fornita a titolo di esempio e non è in alcun modo limitativa della portata della presente invenzione, il secondo serbatoio 6 potendo avere anche altre forme. A titolo di esempio, in una forma di realizzazione alternativa non illustrata, il secondo serbatoio 6 può essere nella forma di un cilindro cavo in cui il primo serbatoio 5, anch’esso di forma cilindrica, viene inserito in modo coassiale, tali cilindri essendo tra loro collegati da opportuni mezzi di collegamento, che comprendono ad esempio valvole.

Si sottolinea tuttavia che la forma di realizzazione in cui il secondo serbatoio 6 è nella forma di un fascio tubiero è considerata preferita, in quanto, al fine di espellere efficacemente l’acqua dal primo serbatoio 5 per la riemersione del sistema di ancoraggio 1, la pressione richiesta dell’aria compressa contenuta nel secondo serbatoio 6 è superiore alla pressione esercitata dall’acqua alla profondità del fondale F su cui è adagiato il sistema di ancoraggio 1. Di conseguenza, essendo la pressione richiesta dell’aria compressa relativamente alta (ad esempio può essere anche 4-5 bar), l’utilizzo di una pluralità di tubi di volume ridotto facilita la realizzazione e il dimensionamento del secondo serbatoio 6, in quanto, a parità di quantità di aria compressa, tali tubi sono più facilmente atti ad essere riempiti con aria compressa ad elevata pressione rispetto ad un secondo serbatoio 6 realizzato in un unico componente avente volume molto maggiore di quello dei singoli tubi. In altre parole, è più agevole riempiere di aria compressa ad elevata pressione una pluralità di tubi a volume ridotto rispetto ad un unico serbatoio di volume maggiore, proprio a causa dei volumi ridotti.

In ogni caso, è preferibile disporre il secondo serbatoio 6 in modo simmetrico attorno al primo serbatoio 5, come illustrato in figura 2A, in quanto una distribuzione simmetrica dei carichi del sistema di ancoraggio 1 ne garantisce un’immersione simmetrica, vale a dire un’immersione in cui l’asse longitudinale del corpo 2 rimane sostanzialmente parallelo alla superficie del fluido in cui viene immerso, così da garantire il corretto trascinamento in profondità e il corretto ancoraggio del generatore 10, il quale, una volta ancorato al fondale F, automaticamente trova la sua posizione operativa, come verrà descritto in dettaglio nel seguito.

Ulteriormente, sempre al fine di garantire un’immersione simmetrica del sistema di ancoraggio 1, la prima apertura 5’ del primo serbatoio 5 è realizzata su una sua porzione di superficie rivolta verso il fondale F, ovvero su una porzione di superfice inferiore di tale primo serbatoio 5 secondo il riferimento locale delle figure. In altre parole, la prima apertura 5’ è disposta sul fondo del primo serbatoio 5 e in una sua porzione centrale. Ovviamente anche il corpo 2 presenta una corrispondente apertura per permettere il passaggio di acqua all’interno del primo serbatoio 5 tramite la sua prima apertura 5’.

Facendo ancora riferimento alle figure 2A e 2B, il sistema di ancoraggio 1 comprende una pluralità di strutture o gambe di appoggio 4 atte a garantire l’appoggio del sistema di ancoraggio 1 su una superficie di appoggio (ad esempio il fondale F). Tali strutture di appoggio 4 sporgono dalla faccia S2 del corpo 2 e, nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, hanno una lunghezza fissa e sono solidali al corpo 2.

Le strutture di appoggio 4 possono essere realizzate nello stesso materiale del corpo 2 (ad esempio in calcestruzzo) oppure possono essere realizzate in un materiale differente, quale un materiale metallico (ad esempio in acciaio).

Sebbene la figura 2A mostri una forma di realizzazione in cui il sistema di ancoraggio 1 comprende tre strutture di appoggio 4, il numero delle strutture di appoggio 4 può variare a seconda delle esigenze e/o circostanze, le figure essendo fornite solamente a titolo esemplificativo e non limitativo della portata della presente invenzione.

In una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione non illustrata nelle figure, il corpo 2 presenta una pluralità di fori atti ad alloggiare le strutture di appoggio 4, le quali hanno tutte una medesima lunghezza fissa e sono trattenute in tali fori tramite un sistema di rilascio a molla compreso in ciascun foro. In particolare, all’interno dei fori è prevista la presenza di molle collegate sia al corpo 2 sia alle strutture di appoggio 4, tali molle essendo atte a sostenere le strutture di appoggio 4 e a trattenerle all’interno dei fori. In questo modo, al momento dell’appoggio delle strutture di appoggio 4 sul fondale F, la lunghezza per la quale ciascuna struttura di appoggio 4 sporge dal corpo 2 è automaticamente regolata tramite il sistema di rilascio a molla, in particolare tramite una differente compressione delle diverse molle, tale sistema di rilascio a molla svolgendo quindi la funzione di un sistema di bilanciamento per il sistema di ancoraggio 1.

In questo modo le strutture di appoggio 4 si adeguano automaticamente al fondale F, grazie a compressioni differenziate per le relative molle, così che il corpo 2 si dispone con il suo asse longitudinale in modo sostanzialmente parallelo alla superficie dell’acqua, anche nel caso di fondali F non regolari.

In un’altra forma di realizzazione ancora dell’invenzione (anch’essa non illustrata), le strutture di appoggio 4 sono telescopiche al fine di garantire il suddetto adeguamento al fondale F. In questa forma di realizzazione, è possibile causare il movimento delle strutture di appoggio 4 telescopiche sfruttando l’aria compressa proveniente dalla linea di alimentazione di aria compressa 3ar del cavo operativo 3op o dal secondo serbatoio 6. In particolare, la lunghezza delle strutture di appoggio 4 può essere regolata tramite pressione di aria compressa che viene immessa tramite un apposito condotto di collegamento associato alle strutture di appoggio 4, ognuna delle quali viene regolata in maniera diversa ed indipendente in modo da adeguare il sistema di ancoraggio 1 a qualsiasi tipo di fondale F.

Alternativamente, è possibile prevedere un sistema idraulico associato alle strutture di appoggio 4 per la regolazione della loro lunghezza.

Ulteriormente, il sistema di ancoraggio 1 comprende una struttura di rivestimento o carter 8 collegato al corpo 2 e atto a ricoprire il primo serbatoio 5 e il secondo serbatoio 6 a guisa di struttura di protezione per tali componenti.

Il carter 8 è preferibilmente realizzato in un materiale metallico (ad esempio in acciaio), o in un qualunque altro materiale adatto a proteggere il primo serbatoio 5 e il secondo serbatoio 6, garantendo allo stesso tempo la semigalleggiabilità del sistema di ancoraggio 1 nel suo complesso quando il primo serbatoio 5 non è riempito di acqua.

Infine, il sistema di ancoraggio 1 comprende opportuni mezzi di ricezione / trasmissione TX wireless (ad esempio un ricetrasmettitore a radiofrequenza) in grado di ricevere / inviare segnali wireless dalla/ alla stazione di terra (ad esempio segnali a radiofrequenza). Questo è particolarmente utile nel caso di rottura del cavo operativo 3op, dal momento che in questo caso è possibile inviare un opportuno segnale wireless ai mezzi di ricezione / trasmissione TX per comandare il rilascio di aria compressa contenuta nel secondo serbatoio 6 verso il primo serbatoio 5, al fine di causare la riemersione del sistema di ancoraggio 1.

In particolare, i mezzi di ricezione/ trasmissione TX sono atti a comandare l’alimentazione di aria compressa nel primo serbatoio 5 dal secondo serbatoio 6 ricevendo un segnale con il quale vengono pilotate le valvole 5v della prima apertura 5’ e le valvole della seconda apertura, le quali come osservato in precedenza comprendono opportuni attuatori ad aria compressa e regolano il passaggio di acqua e di aria compressa nel primo serbatoio 5. Ulteriormente, i mezzi di ricezione / trasmissione TX sono atti al monitoraggio, al comando e al controllo di parametri operativi del sistema di ancoraggio 1, inviando segnali per il suo monitoraggio e ricevendo segnali per il suo comando e controllo.

Come indicato in precedenza, il sistema di ancoraggio 1 è atto ad ancorare ad un fondale F marino (o fluviale) un generatore 10 di energia elettrica sottomarino. In particolare, l’insieme del sistema di ancoraggio 1 e del generatore 10 ad esso collegato realizza un impianto di produzione di energia elettrica sottomarino.

In particolare, facendo ora riferimento alle figure 4 A e 4B, il generatore 10 comprende un corpo principale 11 che si sviluppa attorno ad un asse longitudinale H’-H’, tale corpo principale 11 definendo una cavità 11' al suo interno ed essendo dotato di almeno due aperture 12A e 12B opposte lungo tale asse longitudinale H’-H’, le quali permettono il passaggio di fluido aH'intemo della cavità 11’ del corpo principale 11. Il corpo principale 1 1 è atto a contenere una pluralità di componenti del generatore 10 che verranno descritti di seguito. Nella presente, l’asse longitudinale H’-H’ del corpo principale 11 può essere inoltre inteso anche come l’asse longitudinale del generatore 10 stesso.

In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, illustrata in figura 4B, il corpo principale 1 1 è nella forma di un tubo o cilindro cavo.

Ulteriormente, il corpo principale 11 presenta una prima dimensione trasversale o diametro esterno DI e una seconda dimensione trasversale o diametro interno D2, il termine dimensione trasversale o diametro intendendo ima dimensione massima misurata in una direzione ortogonale all’asse longitudinale H’-H’.

In particolare, la prima dimensione trasversale DI è costante lungo l’asse longitudinale H’-H’, mentre la seconda dimensione trasversale D2 è variabile lungo tale asse longitudinale H’-H’. In altre parole, il corpo principale 1 1 presenta una sezione trasversale non costante lungo il proprio asse longitudinale H’-H’. In particolare, in corrispondenza di una delle aperture 12A o 12B, la seconda dimensione trasversale D2 ha una dimensione quasi coincidente con la prima dimensione trasversale DI, dalla quale differisce solo per uno spessore del corpo principale 11, tale seconda dimensione trasversale D2 diminuendo man mano che ci si sposta lungo l’asse longitudinale H’-H’ a partire da tale apertura 12A o 12B verso l’altra apertura 12B o 12A. Il corpo principale 1 1 comprende almeno un tratto in cui la seconda dimensione trasversale D2 è sostanzialmente costante lungo l’asse longitudinale H’-H’, tale seconda dimensione trasversale D2 in seguito (al termine di tale tratto) aumentando fino ad avere nuovamente una dimensione quasi coincidente con la prima dimensione trasversale DI, dalla quale differisce solo per uno spessore del corpo principale 1 1 , in corrispondenza dell’altra apertura opposta 12B o 12A.

In questo modo, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, tramite la sezione trasversale variabile del corpo principale 11, si ottiene una progressiva e studiata riduzione della sezione di flusso del fluido entrante nel corpo principale 11 da una delle due aperture 12A o 12B (l’apertura 12A nella figura 4 A) e, per effetto di questa riduzione, il fluido aumenta la propria velocità all’interno del corpo principale 1 1.

A titolo di esempio, la prima dimensione trasversale DI può essere anche di qualche metro (preferibilmente 3400 mm), lo spessore del corpo principale 11 (cilindro cavo) in corrispondenza delle aperture può essere di circa una decina di centimetri (preferibilmente 150 mm), mentre la seconda dimensione trasversale D2 minima può essere di circa 3100 mm.

Il corpo principale 11 è preferibilmente realizzato in un materiale metallico, anche se esso può essere realizzato in altri materiali, quali ad esempio vetroresina o fibra di carbonio.

II corpo principale 11 , il quale viene immerso in un fluido con il suo asse longitudinale H’-H’ sostanzialmente parallelo al flusso di tale fluido, ha una duplice funzione: da un lato esso rappresenta la struttura portante del generatore 10, dall’altro garantisce la galleggiabilità del generatore 10 stesso generando una spinta in grado di vincere la propria forza peso. In particolare, gli elevati volumi disponibili all’interno del corpo principale 1 1 garantiscono la galleggiabilità del corpo principale 11 stesso e di tutti i componenti in esso compresi.

Il corpo principale 11 comprende un corpo di contenimento 13, che si sviluppa tra due porzioni di estremità 13A e 13B attorno ad un asse longitudinale coincidente con l’asse longitudinale H’-H’ del corpo principale 11 (ovvero il corpo di contenimento 13 è disposto in modo coassiale nel corpo principale 11).

Il corpo di contenimento 13 include sua volta al proprio interno una coppia di alternatori indipendenti (non illustrati), i cui alberi di rotazione ruotano attorno ad uno stesso asse, il quale in una forma di realizzazione preferita della presente invenzione coincide con l’asse longitudinale H’-H’.

Il corpo di contenimento 13 ha preferibilmente una forma cilindrica, anche se ovviamente esso può avere anche altre forme, ed è a tenuta stagna in modo da impedire l’ingresso di fluido in esso.

In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, le porzioni di estremità 13A e 13B del corpo di contenimento 13 sono sagomate ad ogiva, così da non ostacolare il flusso del fluido che attraversa il corpo principale I l e che quindi investe tale corpo di contenimento 13.

Come illustrato nelle figure 4 A e 4B, il generatore 10 opportunamente comprende una coppia di eliche disposte sul corpo di contenimento 13, in particolare una prima elica 14A e una seconda elica 14B disposte rispettivamente in corrispondenza delle porzioni di estremità 13A e 13B del corpo di contenimento 13. Si sottolinea che anche altre disposizioni delle eliche all’interno del corpo principale 1 1 (e quindi non solamente in corrispondenza delle porzioni di estremità del corpo di contenimento 13) sono tuttavia possibili.

Le eliche 14A e 14B hanno uno stesso asse di rotazione (sono coassiali), il quale in una forma di realizzazione preferita dell’invenzione coincide con l’asse longitudinale H’-H’ del corpo principale 11. In altre parole, entrambe le eliche 14A e 14B ruotano attorno al corpo di contenimento 13, il quale è coassiale con il corpo principale 11.

Opportunamente, le eliche 14A e 14B sono controrotanti in modo da annullare i momenti generati dalla loro rotazione e bilanciare in questo modo la distribuzione delle forze all’interno del generatore 10.

Ciascuna elica 14A e 14B è collegata ad un rispettivo alternatore incluso nel corpo di contenimento 13. In particolare, il movimento (rotazione) di un’elica (causato dal flusso del fluido in cui è immerso il generatore 10) mette in movimento (rotazione) l’albero di rotazione de altennatore ad essa collegato per generare energia elettrica. Ancora più in particolare, le eliche 14A e 14B sono calettate direttamente sugli alberi di rotazione degli alternatori.

Come indicato in precedenza, le eliche 14A e 14B sono disposte ruotanti attorno al corpo di contenimento 13 airinterno del corpo principale 11, in particolare in una posizione lungo l’asse longitudinale H’-H’ del corpo principale 1 1 in corrispondenza della quale la seconda dimensione trasversale D2 è minima. Nello specifico, entrambe le eliche 14A e 14B sono posizionate rispettivamente ad estremità opposte del tratto del corpo principale 1 1 in cui la seconda dimensione trasversale D2 rimane sostanzialmente costante. Questa disposizione consente di migliorare l’efficienza del generatore 10.

Il corpo di contenimento 13 è mantenuto nella posizione desiderata all'interno del corpo principale 11 da una pluralità di alette 15, disposte tra la prima elica 14A e la seconda elica 14B. Le alette 15 sono atte a collegare il corpo di contenimento 13 al corpo principale 11 e sono opportunamente conformate in modo tale che il flusso di fluido, dopo aver messo in movimento una tra la prima elica 14A o la seconda elica 14B, possa riacquistare il proprio andamento lineare e parallelo all’asse longitudinale H’-H’ prima di incontrare l'altra elica, e quindi di consentire a questa di lavorare con un miglior rendimento. In altre parole, la presenza delle alette 15 e la loro studiata conformazione geometrica consente al flusso di riassumere il parallelismo con l’asse di rotazione delle eliche una volta che ha messo in movimento un’elica, migliorandone in questo modo il rendimento.

Il flusso di fluido entra nel corpo principale 11 secondo il verso indicato dalla freccia A in figura 4A in corrispondenza dell’apertura 12A. Tale flusso di fluido viene quindi inizialmente accelerato dalla riduzione di sezione del corpo principale 11 (primo tratto rastremato) e, dopo aver attraversato e messo in movimento entrambe le eliche 14A e 14B, viene in seguito rallentato dal progressivo aumento della seconda dimensione trasversale D2 del corpo principale 11 (secondo tratto rastremato), in modo da agevolarne Tinserimento all’interno della corrente marina in cui è immerso il generatore 10, migliorando quindi il rendimento globale di tale generatore 10.

Il generatore 10 comprende ulteriormente una prima pinna 16 che si estende a partire dalla superficie esterna del corpo principale 1 1. Ad un’estremità della prima pinna 16 è fissata una zavorra 17. In particolare, la zavorra 17 è fissata all’estremità della prima pinna 16 più lontana dal corpo principale 11 (estremità distale).

La funzione della prima pinna 16 è duplice: da un lato permette al generatore 10, una volta immerso nel fluido, di disporsi con l’asse longitudinale H’-H’ parallelo alla direzione del flusso della corrente, tale direzione essendo indicata dalla freccia A in figura 4A, dall’altro sostiene la zavorra 17, la cui distanza dall’asse longitudinale H’-H’ garantisce un momento equilibrante per il mantenimento dell’assetto verticale del generatore 10.

In particolare, facendo riferimento al sistema di riferimento cartesiano delle figure 4A e 4B, la prima pinna 16 garantisce che il generatore 10 si disponga con l’asse longitudinale H’-H’ parallelo all’asse x, mentre la zavorra 17 garantisce la stabilità del generatore 10 lungo l’asse z.

In altre parole, il generatore 10 può essere assimilato ad una barca a vela, in cui il corpo principale 1 1 rappresenta lo scafo, mentre la prima pinna 16 costituisce, assieme alla zavorra 17, la deriva zavorrata.

In questo modo, la presenza della prima pinna 16 assicura che il generatore 10 mantenga sempre un orientamento parallelo al flusso, ogni suo scostamento legato ad una rotazione attorno a un asse verticale (asse z) ortogonale all’asse longitudinale H’-H’ causando l’aumento della superficie della prima pinna 16 esposta al flusso incidente, con il conseguente insorgere di una spinta raddrizzante che riporta il generatore 10 nella posizione corretta, ovvero la posizione in cui l’asse longitudinale H’-H’ è parallelo al flusso e in cui il processo di generazione di energia elettrica è più efficiente. La presenza della zavorra 17 garantisce invece l’insorgenza di un momento stabilizzante nel caso in cui il generatore 10 dovesse essere assoggettato ad una rotazione attorno al suo asse longitudinale H’-H’.

Di conseguenza, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, il generatore 10 è stabilizzato sia lungo l’asse x (ovvero l’asse longitudinale H’-H’), sia lungo l’asse z.

Ulteriormente, il generatore 10 comprende una pluralità di seconde pinne 18, le quali nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 4A e 4B sono collegate alla prima pinna 16. In particolare, in una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il generatore 10 comprende una coppia di seconde pinne 18, disposte rispettivamente su facce opposte della prima pinna 16. Ciascuna seconda pinna 18 si estende a partire dalla prima pinna 16 lungo un asse longitudinale giacente in un piano sostanzialmente ortogonale al piano in cui giace tale prima pinna 16.

La presenza delle seconde pinne 18 garantisce la stabilizzazione del generatore 10 lungo un asse trasversale, ovvero lungo un asse orizzontale ortogonale all’asse longitudinale H’-H’ e parallelo all’asse y del sistema di riferimento delle figure 4A e 4B.

Ovviamente è possibile prevedere più di una coppia di seconde pinne 18, tali seconde pinne 18 essendo tuttavia sempre disposte su facce opposte della prima pinna 16 in modo da stabilizzare il generatore 10 in modo simmetrico.

In una forma alternativa della presente invenzione (non illustrata nelle figure), le seconde pinne 18 possono altresì essere disposte sul corpo principale 11 invece che sulla prima pinna 16.

La geometria e la disposizione della prima pinna 16 e delle seconde pinne 18 è studiata per ridurre la resistenza idrodinamica al flusso che le investe, riducendo quindi le sollecitazioni sul cavo di ancoraggio 3.

Infine, il generatore 10 comprende mezzi motori (non illustrati), ad esempio ad aria compressa, posizionati in modo opportuno così da poter regolare la posizione del generatore 10 qualora esso sia installato in zone dove direzione e/o verso della corrente non sono costanti. In questo caso, agendo su tali mezzi motori, si evitano possibili attorcigliamenti del cavo operativo 3op.

Come accennato in precedenza, il cavo di ancoraggio 3 è inoltre atto a sostenere il cavo operativo 3op, il quale trasporta l’energia elettrica generata dal generatore 10 fino alla stazione di terra, a sua volta comprendente componenti atti al comando, controllo, monitoraggio e manutenzione del sistema di ancoraggio 1 e del generatore 10.

In particolare, la stazione di terra comprende un compressore per la generazione dell’aria compressa da alimentare nel primo serbatoio 5 tramite la linea di alimentazione dell’aria compressa 3ar e per il comando ed il controllo delle valvole del primo serbatoio 5.

La stazione di terra comprende inoltre un’unità di monitoraggio e controllo del sistema di ancoraggio 1, atta a rilevare parametri quali la sua profondità, l’inclinazione, la tensione sul cavo di ancoraggio 3, la pressione nel primo serbatoio 5, la pressione nel secondo serbatoio 6 e simili. In particolare, l’unità di monitoraggio e controllo elabora segnali provenienti da appositi sensori disposti in punti opportuni del sistema di ancoraggio 1, nonché provenienti dai mezzi di ricezione/ trasmissione TX.

La stazione di terra comprende anche un’unità di monitoraggio e controllo del generatore 10, atta a rilevare parametri quali la profondità, rinclinazione, la presenza di infiltrazioni di fluido nel corpo di contenimento 13, i regimi di funzionamento, le informazioni provenienti da giroscopi e simili.

Opportunamente, una piccola parte dell’aria compressa

trasportata dal cavo operativo 3op può essere convogliata anche

all’interno del corpo di contenimento 13 affinché esso si trovi in leggera sovrappressione, così da evitare l’ingresso indesiderato di fluido in esso.;

Infine, sono previsti trasponder di posizione e segnalamento

disposti sia sul generatore 10 sia sul sistema di ancoraggio 1.

In conclusione, la presente invenzione fornisce un sistema di ancoraggio per un generatore di energia elettrica sottomarino, tale

sistema di ancoraggio comprendendo un corpo semigalleggiante ed un

primo serbatoio in esso alloggiato, il cui riempimento di acqua causa la

perdita di galleggiabilità di tale sistema di ancoraggio (e la sua immersione) e il cui riempimento di aria compressa (con conseguente

espulsione dell’acqua) ne permette la riemersione, l’alimentazione di

aria compressa nel primo serbatoio avvenendo eventualmente tramite

aria compressa contenuta in un secondo serbatoio collegato a tale

primo serbatoio.

Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, il posizionamento alla profondità desiderata di un generatore di energia

elettrica sottomarino collegato al sistema di ancoraggio sopradescritto è notevolmente semplificato per il fatto che quest’ultimo, così come il generatore stesso, è semigalleggiante quando il primo serbatoio non è

riempito di acqua. Di conseguenza, una volta individuata la posizione in

cui si desidera installare il generatore, impianto di produzione di

energia elettrica sottomarino che comprende il generatore e il sistema di ancoraggio viene trasportato in tale posizione mediante natante o semplicemente rimorchiandolo.

In seguito, alimentando acqua nel primo serbatoio, si fa affondare in maniera controllata il sistema di ancoraggio, il quale trascina in profondità il generatore ad esso collegato. Il generatore si posiziona quindi alla profondità desiderata (ad esempio al centro di una corrente marina o fluviale) in funzione della lunghezza del cavo di ancoraggio che collega il generatore al sistema di ancoraggio.

Quando il sistema di ancoraggio si posa sul fondo, il generatore ad esso collegato assume automaticamente la propria posizione operativa inclinando il cavo di ancoraggio in funzione dell’intensità della corrente ed orientandosi parallelamente al flusso del fluido grazie ad un opportuno sistema di pinne e zavorre (in caso di corrente nulla il generatore manterrà il cavo di ancoraggio praticamente verticale).

L’energia prodotta dal generatore viene poi trasferita ad una stazione di terra mediante un sistema di cavi compresi in un cavo operativo collegato al generatore.

Opportunamente, il cavo operativo è anche collegato al sistema di ancoraggio (in particolare è sostenuto dal cavo di ancoraggio, ad esempio attorcigliato attorno ad esso) e, qualora si volesse far riemergere il sistema, esso consente di immettere aria compressa nel primo serbatoio tramite una linea di aria compressa nel cavo operativo (contemporaneamente all’apertura delle valvole di scarico), causando lo svuotamento del primo serbatoio dall’acqua presente e quindi il graduale recupero della galleggiabilità, con conseguente riemersione sia del sistema di ancoraggio sia del generatore.

È quindi evidente che il posizionamento del sistema di ancoraggio e del generatore ad esso collegato è particolarmente semplice e, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, anche il loro recupero è particolarmente semplice, tale recupero richiedendo solamente l’alimentazione di aria compressa nel primo serbatoio, comportando un notevole risparmio di tempo nonché un notevole risparmio economico.

Ancora più vantaggiosamente, nel caso in cui non fosse possibile alimentare aria compressa attraverso il cavo operativo, è possibile fornire la necessaria aria compressa attraverso il secondo serbatoio collegato al primo serbatoio. In questo caso non è necessario nessun cavo operativo, un comando inviato a mezzi di ricezione/ trasmissione presenti sul sistema di ancoraggio permettendo il controllo delle valvole preposte ai immissione di aria compressa da tale secondo serbatoio. Questo è molto vantaggioso in caso di rottura del cavo operativo o nel caso in cui è impossibile alimentare aria compressa attraverso il cavo operativo.

Infine, si sottolinea che l’utilizzo di un fascio tubiero per il secondo serbatoio semplifica notevolmente il suo dimensionamento (ad esempio possono essere usati tubi commerciali di diametro ridotto), tale secondo serbatoio contenendo generalmente aria compressa ad elevata pressione.

Ovviamente un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare al sistema di ancoraggio e al generatore dell’impianto di produzione d’energia elettrica sottomarino sopra descritti numerose modifiche e varianti, tutte comprese nell'ambito di protezione dell' invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di ancoraggio (1) per un generatore di energia elettrica sottomarino, detto sistema di ancoraggio (1) comprendendo un corpo (2) ed un cavo di ancoraggio (3), il quale è associato a detto corpo (2) ed è atto a collegare detto sistema di ancoraggio (1) al generatore, detto sistema di ancoraggio (1) essendo caratterizzato dal fatto che detto corpo (2) è semigalleggiante e dai fatto di comprendere almeno un primo serbatoio (5), il quale si estende lungo un asse longitudinale (H-H) ed è alloggiato in detto corpo (2), detto almeno un primo serbatoio (5) essendo dotato di almeno una prima apertura (5’) atta a consentire ralimentazione di acqua in detto almeno un primo serbatoio (5) e di almeno una seconda apertura atta a consentire ralimentazione di aria compressa in detto almeno un primo serbatoio (5) mediante un sistema di alimentazione di aria compressa.
2. 2. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di alimentazione di aria compressa comprende una linea di alimentazione di aria compressa (3ar) atta ad alimentare aria compressa in detto almeno un primo serbatoio (5).
3. 3. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto sistema di alimentazione di aria compressa comprende almeno un secondo serbatoio (6) incluso in detto sistema di ancoraggio (1) e contenente aria compressa, detto almeno un secondo serbatoio (6) essendo collegato a detto almeno un primo serbatoio (5) ed essendo atto ad alimentare direttamente aria compressa in detto almeno un primo serbatoio (5) .
4. 4. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto almeno un primo serbatoio (5) ha forma cilindrica e detto almeno un secondo serbatoio (6) è nella forma di un fascio tubiero comprendente una pluralità di tubi disposti attorno a detto almeno un primo serbatoio (5), detti tubi di detto fascio tubiero di detto almeno un secondo serbatoio (6) avendo i loro assi longitudinali paralleli tra loro e paralleli a detto asse longitudinale (H-H) di detto almeno un primo serbatoio (5) .
5. 5. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti tubi di detto fascio tubiero di detto almeno un secondo serbatoio (6) è mantenuto in posizione da almeno un anello (7) che circonda detto almeno un primo serbatoio (5) ed è fissato alla sua superficie esterna, la corona circolare di detto almeno un anello (7) comprendendo una pluralità di fori (7<*>) atti ad alloggiare detti tubi di detto almeno un secondo serbatoio (6), detti fori (7<*>) essendo disposti in una configurazione angolare che è radialmente simmetrica rispetto a detto asse longitudinale (H-H), in modo tale che detti tubi di detto almeno un secondo serbatoio (6) sono tra loro radialmente equispaziati.
6. 6. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di strutture di appoggio (4) atte a garantire l’appoggio di detto sistema di ancoraggio (1) ad un fondale (F), dette strutture di appoggio (4) sporgendo da una faccia (S2) di detto corpo (2) rivolta verso detto fondale (F).
7. 7. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che dette strutture di appoggio (4) sono solidali a detto corpo (2), oppure sono alloggiate in fori realizzati in detto corpo (2) nei quali sono trattenute tramite un sistema di rilascio a molla, oppure sono telescopiche.
8. 8. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cavo di ancoraggio (3) comprende almeno un primo cavo e almeno un secondo cavo tra loro indipendenti, uno tra detto primo cavo e detto secondo cavo avendo una lunghezza superiore alla lunghezza dell’altro tra detto primo cavo e detto secondo cavo.
9. 9. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo (2) è realizzato in un materiale scelto tra calcestruzzo o acciaio, preferibilmente in calcestruzzo.
10. 10. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto detto almeno un primo serbatoio (5) è realizzato in un materiale metallico, preferibilmente in acciaio, detto almeno un secondo serbatoio (6) è realizzato in acciaio, e detto almeno un anello (7) è realizzato in un materiale metallico, preferibilmente acciaio.
11. 11. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un cavo operativo (3op) che collega detto sistema di ancoraggio (1) al generatore e a una stazione di terra, detto cavo operativo (3op) comprendendo mezzi (3s) atti ad inviare a detto sistema di ancoraggio (1) segnali di controllo, nonché cavi (3eg) atti al trasporto dell’energia elettrica generata.
12. 12. Sistema di ancoraggio (1) secondo le rivendicazioni 2 e 11, caratterizzato dal fatto che detto cavo operativo (3op) comprende detta linea di alimentazione di aria compressa (3ar).
13. 13. Sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente mezzi di ricezione/ trasmissione (TX) wireless atti a ricevere e inviare segnali wireless, detti mezzi di ricezione /trasmissione (TX) essendo atti a comandare alimentazione di aria compressa in detto almeno un primo serbatoio (5) tramite ricezione di un segnale di pilotaggio di opportune valvole aventi un attuatore ad aria compressa, e/o essendo atti al monitoraggio, al comando e al controllo di parametri operativi di detto sistema di ancoraggio (1).
14. 14. Sistema di ancoraggio (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un carter (8), il quale è collegato a detto corpo (2) ed è atto a ricoprire detto almeno un primo serbatoio (5) e detto almeno un secondo serbatoio (6) a guisa di struttura di protezione.
15. 15. Impianto di produzione di energia elettrica sottomarino comprendente almeno un generatore (10) di energia elettrica sottomarino e almeno un sistema di ancoraggio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto generatore (10) essendo ancorato ad un fondale (F) tramite detto sistema di ancoraggio (1).
16. 16. Impianto di produzione di energia elettrica sottomarino secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto generatore (10) comprende almeno: - un corpo principale (11), il quale si estende lungo un asse longitudinale (H’-H’) definendo una cavità (11<*>) al suo interno ed è dotato di due aperture (12A, 12B) opposte lungo detto asse longitudinale (H’-H’) che permettono il passaggio di un flusso di fluido airin terno di detta cavità (1 1 ); - un corpo di contenimento (13) incluso in detto corpo principale (11), detto corpo di contenimento (13) sviluppandosi lungo detto asse longitudinale (H’-H’) tra una prima porzione di estremità (13A) e una seconda porzione di estremità (13B), detto corpo di contenimento (13) includendo a sua volta almeno un alternatore; e - almeno un’elica (14A, 14B), disposta girevole attorno a detto corpo di contenimento (13), la quale causa la rotazione dell’asse di rotazione di detto almeno un alternatore.
17. 17. Impianto di produzione di energia elettrica sottomarino secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detto generatore (10) comprende una coppia di alternatori, una prima elica (14A) e una seconda elica (14B), le quali sono disposte girevoli attorno a detto corpo di contenimento (13) con il loro asse di rotazione coincidente con detto asse longitudinale (H’-H’), detta prima elica (14A) e detta seconda elica (14B) essendo controrotanti.
18. 18. Impianto di produzione di energia elettrica sottomarino secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto generatore (10) comprende ulteriormente una pluralità di alette (15) disposte tra detta prima elica (14A) e detta seconda elica (14B), dette alette (15) essendo conformate e disposte in modo tale da consentire a detto flusso di fluido di riassumere il parallelismo con l’asse di rotazione di dette eliche (14A, 14B) nello scorrere tra dette eliche (14A, 14B).
19. 19. Impianto di produzione di energia elettrica sottomarino secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detto generatore (10) comprende ulteriormente una prima pinna (16) che si estende a partire da detto corpo principale (11), una zavorra (17) fissata ad un’estremità di detta prima pinna (16), nonché una pluralità di seconde pinne (18) collegate a detta prima pinna (16) o a detto corpo principale (11), detta prima pinna (16), detta zavorra (17) e dette seconde pinne (18) essendo atte a stabilizzare spazialmente detto generatore (10).