IT201900016868A1 - FARM OF TIDAL FLOW GENERATORS - Google Patents

Description

Descrizione Description

La velocità dell'acqua nel sito di installazione dei generatori a flusso di marea (comunemente identificati come Tidal Stream Generators), quali quelli cui si fa riferimento in questa invenzione, costituisce uno dei principali fattori critici per ottenere un ritorno sull'investimento in un tempo sostenibile. Infatti la potenza ottenibile dai generatori è una funzione cubica rispetto alla velocità dell'acqua: se la velocità raddoppia, a parità di tutti gli altri fattori, la potenza estratta diventa otto volte più grande. The speed of water at the installation site of tidal stream generators (commonly referred to as Tidal Stream Generators), such as those referred to in this invention, is one of the main critical factors for obtaining a return on investment over a period of time. sustainable. In fact, the power obtainable from the generators is a cubic function with respect to the speed of the water: if the speed doubles, all other factors being equal, the extracted power becomes eight times greater.

Purtroppo, in genere, le correnti di maggiore velocità si presentano in siti poco profondi; in questi siti, proprio a causa della profondità insufficiente, non è sempre possibile utilizzare i "Generatori di elettricità" ideati e testati dallo stesso inventore (v. brevetto ITCS20100016); d'altra parte, laddove le correnti d'acqua sono molto veloci, diventa particolarmente costoso e complicato costruire pilastri infissi nel fondale o altre strutture ancorate al fondale, sulle quali montare semplici turbine o coppie di turbine controrotanti. Infine nella valutazione economica dell'investimento è necessario minimizzare i costi di manutenzione, perché i generatori a flusso di marea sono soggetti a manutenzione ordinaria frequente a causa delle incrostazioni e di altre impurità che si attaccano sulle loro superfici (fouling). Unfortunately, in general, the higher velocity currents occur in shallow sites; in these sites, precisely because of the insufficient depth, it is not always possible to use the "electricity generators" designed and tested by the inventor himself (see patent ITCS20100016); on the other hand, where the water currents are very fast, it becomes particularly expensive and complicated to build pillars fixed to the seabed or other structures anchored to the seabed, on which to mount simple turbines or pairs of counter-rotating turbines. Finally, in the economic evaluation of the investment it is necessary to minimize maintenance costs, because tidal flow generators are subject to frequent routine maintenance due to encrustations and other impurities that stick to their surfaces (fouling).

La struttura di supporto completata da generatori a flusso di marea, definita con la presente invenzione (v. fig. 2), intende rimediare a tutte le suesposte problematicità. The support structure completed by tidal flow generators, defined with the present invention (see fig. 2), intends to remedy all the above problems.

Nel prossimo paragrafo si descrive la struttura di supporto; nel successivo si descrive il complesso dei generatori; nell'ulteriore paragrafo sarà descritto il modo in cui realizzare la fattoria nonché il suo funzionamento; infine si danno alcuni cenni aN'equilibrio complessivo del modulo. In the next paragraph the support structure is described; in the following the whole of the generators is described; in the further paragraph it will be described how to build the farm as well as its functioning; finally some hints are given to the overall equilibrium of the module.

a) Descrizione della struttura di supporto a) Description of the support structure

Facendo riferimento alla figura 3, la struttura di supporto sarà essenzialmente composta dalle seguenti parti: Referring to figure 3, the support structure will essentially be composed of the following parts:

1. Colonna nodale di congiunzione (fig. 4); si tratta di un profilato metallico, protetto contro la corrosione, utilizzato per unire in modo stabile tutti i tubi che afferiscono al nodo; alla colonna sono vincolati anche i cavi di ancoraggio; nel primo modulo vi sono 6 colonne, mentre per ogni modulo aggiunto vi saranno altre tre colonne. 1. Nodal connecting column (fig. 4); it is a metal profile, protected against corrosion, used to join in a stable way all the pipes that belong to the node; the anchor cables are also tied to the column; in the first module there are 6 columns, while for each added module there will be three more columns.

2. Tubo flottante; è un tubo, generalmente in polietilene, chiuso alle estremità, stagno, diviso all'interno in varie sezioni (v. fig. 5); al momento dell'installazione il tubo viene riempito d'acqua (v. fig. 5 /l) per abbassare la sua capacità di galleggiamento molto vicino a zero; dopo che l'intero modulo è stato assemblato ed è stato vincolato con i cavi di ancoraggio alla quota desiderata (a quota leggermente inferiore alla più bassa bassa-marea) il tubo verrà svuotato d'acqua insufflandovi aria compressa; la dimensione dei tubi flottanti ed il numero dei tubi fissati tra una colonna e l'altra verranno stabiliti con un facile calcolo di equilibrio complessivo (v. paragrafo "e"). Generalmente un modulo sarà composto da otto tubi flottanti, quattro per lato, disposti parallelamente alla direzione della corrente. Ripetendo l'operazione di svuotamento dell'acqua in tutti i tubi flottanti, l'intera struttura di supporto sarà soggetta ad una spinta di galleggiamento tanto forte da poter sostenere il peso dei generatori elettrici che vi saranno installati nonché capace di resistere alle spinte idrodinamiche agenti sulle turbine e sul resto della struttura. 2. Floating tube; it is a tube, generally made of polyethylene, closed at the ends, watertight, divided inside into various sections (see fig. 5); at the time of installation the pipe is filled with water (see fig. 5 / l) to lower its buoyancy very close to zero; after the entire module has been assembled and tied with the anchor cables at the desired altitude (at a slightly lower altitude at the lowest low-tide) the pipe will be emptied of water by blowing in compressed air; the size of the floating pipes and the number of pipes fixed between one column and the other will be established with an easy calculation of the overall balance (see paragraph "e"). Generally a module will consist of eight floating tubes, four on each side, arranged parallel to the direction of the current. By repeating the water emptying operation in all the floating pipes, the entire support structure will be subjected to a buoyancy thrust so strong that it can support the weight of the electric generators that will be installed there as well as capable of resisting the hydrodynamic thrusts acting on it. on the turbines and the rest of the structure.

3. Tubo di connessione trasversale; anch'esso generalmente in polietilene. Avrà dimensione limitata perché ha la funzione di mantenere alla giusta distanza il lato destro del modulo, dal lato sinistro. Anche questo tubo potrebbe essere prima riempito d'acqua e poi svuotato. 3. Cross connection pipe; also generally made of polyethylene. It will have a limited size because it has the function of keeping the right side of the module at the right distance from the left side. This pipe could also be filled with water first and then emptied.

4. Trave principale; è un tubo ricavato da un profilato metallico, stagno, protetto contro la corrosione, di diametro e spessore tale da sostenere il "complesso dei generatori" e di trasferire alle due colonne di congiunzione i carichi e le spinte agenti sullo stesso "complesso dei generatori". 4. Main beam; it is a tube obtained from a metal profile, watertight, protected against corrosion, with a diameter and thickness such as to support the "generator set" and to transfer the loads and thrusts acting on the same "generator set" to the two connecting columns .

5. Cavo di ancoraggio; generalmente in kevlar o altra fibra plastica resistente in acqua; per ogni colonna vi potranno essere 4 cavi di ancoraggio: due contrapposti nella direzione della corrente ed altri due in direzione trasversale; i cavi verranno messi in tensione da appositi argani mobili montati all'occorrenza sulla testa delle colonne; non appena viene raggiunta la posizione desiderata per la struttura di supporto, i cavi vengono bloccati alla colonna e gli argani vengono smontati. 5. Anchor cable; generally made of Kevlar or other water resistant plastic fiber; for each column there may be 4 anchoring cables: two opposite in the direction of the current and another two in the transverse direction; the cables will be tensioned by special mobile winches mounted if necessary on the head of the columns; as soon as the desired position for the support structure is reached, the cables are locked to the column and the winches are dismantled.

6. Corpo morto; generalmente composti da uno o più blocchi in calcestruzzo, ma anche in metallo o ancor più semplicemente da massi di roccia di diverse dimensioni contenuti in grossi sacchi di tela perforata. Avranno peso in acqua determinato con un facile calcolo di equilibrio (v. paragrafo "e"). 6. Dead body; generally made up of one or more concrete blocks, but also of metal or even more simply of rock boulders of different sizes contained in large bags of perforated cloth. They will have weight in water determined with an easy equilibrium calculation (see paragraph "and").

b) Descrizione del "complesso generatori" b) Description of the "generator complex"

Il "complesso generatori" è l'insieme delle componenti, tra le quali sono sempre presenti due turbine controrotanti ad asse orizzontale, che dovranno essere installati sulla struttura di supporto al fine di trasformare in energia elettrica l'energia cinetica posseduta dalle masse d'acqua in movimento. Per una maggiore comprensione dei generatori, si può fare riferimento ai tre brevetti dello stesso inventore: ITCB20020002 - ITCZ20040019 e ITCS20100016. The "generator complex" is the set of components, between which there are always two counter-rotating turbines with a horizontal axis, which must be installed on the support structure in order to transform the kinetic energy possessed by the masses of water into electrical energy in movement. For a better understanding of the generators, reference can be made to the three patents of the same inventor: ITCB20020002 - ITCZ20040019 and ITCS20100016.

Con riferimento alla fig. 6, tale complesso è essenzialmente composto dalle seguenti parti: With reference to fig. 6, this complex is essentially composed of the following parts:

7. Generatore di destra, completo di turbina (a due o più pale), di un eventuale diffusore e degli apparati elettromeccanici contenuti all'interno di un carter stagno, utili a trasformare l'energia cinetica del fluido incidente in energia elettrica. 7. Generator on the right, complete with turbine (with two or more blades), a possible diffuser and the electromechanical devices contained inside a watertight casing, useful for transforming the kinetic energy of the incident fluid into electrical energy.

8. Asse di rotazione del piedritto, che sarà coincidente con l'asse della "trave principale" (v. part.4); 9. Piedritto, generalmente realizzato con una struttura metallica protetta contro la corrosione, lavorata su macchine utensili in modo da realizzarvi una cerniera che andrà ad innestarsi sulla "trave principale" (v. part. 4) ed un perno in basso su cui si innesta la "struttura a T" (v. part.10); 8. Axis of rotation of the counter, which will coincide with the axis of the "main beam" (see part.4); 9. Piedritto, generally made with a metal structure protected against corrosion, machined on machine tools in order to create a hinge that will engage on the "main beam" (see part. 4) and a pin at the bottom on which it engages the "T-shaped structure" (see part 10);

10. Struttura a T; si tratta di un cassero in lamiera metallica resistente alla corrosione, stagno, avente forma di una grande T: ai due lati sono fissati i due generatori di destra e di sinistra, mentre l'altra estremità ha forma di cerniera che andrà ad innestarsi sul perno del piedritto; 10. T-shaped structure; it is a formwork in corrosion-resistant, watertight sheet metal, having the shape of a large T: the two right and left generators are fixed to the two sides, while the other end has the shape of a hinge that will engage on the pin of the piedritto;

11. Generatore di sinistra, uguale e simmetrico rispetto a quello di destra, formato da una turbina controrotante rispetto a quello di destra. 11. Generator on the left, equal and symmetrical with respect to the one on the right, formed by a counter-rotating turbine with respect to the one on the right.

12. Pale calettate su un albero ad asse orizzontale. L'insieme di pale, albero e del diffusore (non sempre presente) viene denominato comunemente con il nome di "turbina". 12. Shovels keyed on a shaft with a horizontal axis. The set of blades, shaft and diffuser (not always present) is commonly referred to as the "turbine".

13. Diffusore: è un solido di rotazione avente sezione con profilo alare, appositamente studiato al fine di migliorare la conversione dell'energia cinetica della acqua incidente nell'energia di rotazione della turbina. 13. Diffuser: it is a rotational solid having an airfoil section, specially designed to improve the conversion of the kinetic energy of the incident water into the rotational energy of the turbine.

c) Piano di costruzione della struttura c) Structure construction plan

La realizzazione della "fattoria di generatori a flusso di marea" verrà attuata costruendo un primo modulo e, con fasi successive, costruendo altri moduli affiancanti di lato (la direzione laterale è quella ortogonale alla direzione principale della corrente d'acqua). Una volta completata una prima linea di moduli, si potranno realizzare tante altre linee parallele tra loro, verificando che la distanza tra una linea e la successiva sia tale da rendere di nuovo regolare il flusso delle correnti d'acqua, cioè le turbolenze a valle delle turbine di una linea si siano normalizzate e perciò non influenzino il funzionamento della linea a valle. Ovviamente il numero dei moduli lungo una linea ed il numero delle linee sarà dettato dalla dimensione del sito scelto, sempreché al suo interno permangano condizioni di correnti omogenee. The realization of the "tidal flow generator farm" will be implemented by building a first module and, with subsequent phases, by building other modules side by side (the lateral direction is the one orthogonal to the main direction of the water current). Once a first line of modules has been completed, many other parallel lines can be created, verifying that the distance between one line and the next is such as to make the flow of water currents regulate again, i.e. the turbulence downstream of the turbines of a line have normalized and therefore do not affect the operation of the downstream line. Obviously the number of modules along a line and the number of lines will be dictated by the size of the site chosen, as long as homogeneous current conditions remain inside it.

Di seguito vengono illustrate le fasi di costruzione del primo modulo. The construction phases of the first module are illustrated below.

Per eseguire i lavori sarà necessario utilizzare un piccolo pontone, possibilmente di tipo auto-sollevante, dotato di una gru avente portata e sbraccio opportuni. To carry out the work it will be necessary to use a small pontoon, possibly of the self-lifting type, equipped with a crane with suitable capacity and outreach.

a) Sul pontone due tubi flottanti (part.2), sovrapposti, verranno fissati in mezzo a due colonne di congiunzione (part.l). Tale operazione sarà molto agevole perché sarà sufficiente inserire gli occhielli "o" (v. fig 5), già realizzati sui tubi flottanti, nelle apposite asole presenti nelle colonne (v. fig. 4). Quindi sarà sufficiente serrare un perno conico, inserito nell'occhiello all'interno della colonna, per rendere stabile la connessione. a) On the pontoon two floating pipes (part.2), superimposed, will be fixed in the middle of two connecting columns (part.l). This operation will be very easy because it will be sufficient to insert the eyelets "o" (see fig. 5), already made on the floating pipes, in the appropriate slots present in the columns (see fig. 4). Then it will be sufficient to tighten a conical pin, inserted in the eyelet inside the column, to make the connection stable.

b) Verrà calato a fondo il primo corpo morto (part.6); potranno essere commessi anche errori grossolani nella definizione del loro punto di appoggio sul fondale perché la posizione esatta della struttura semi-immersa sarà ottenuta regolando la lunghezza dei cavi di ormeggio (part.5); la prima estremità dei cavi di ormeggio sarà già fissata al corpo morto; mentre la seconda estremità sarà attaccata ad appositi gavitelli. b) The first dead body will be lowered to the bottom (detail 6); gross errors may also be made in defining their support point on the seabed because the exact position of the semi-submerged structure will be obtained by adjusting the length of the mooring cables (detail 5); the first end of the mooring lines will already be attached to the dead body; while the second end will be attached to special buoys.

c) Verrà varato l'insieme costituito da tubi flottanti e colonne montato in precedenza. Ovviamente questo insieme galleggerà. Con riferimento alla fig. 5 i tubi flottanti verranno parzialmente riempiti d'acqua fino ad ottenere un galleggiamento limitato. c) The set consisting of floating pipes and columns previously assembled will be launched. Obviously this set will float. With reference to fig. 5 the floating tubes will be partially filled with water until a limited buoyancy is obtained.

d) I cavi di ormeggio del primo corpo morto verranno staccati dai gavitelli, infilati all'interno della prima colonna e bloccati ad essa: ovviamente la lunghezza dei cavi sarà tale da permettere ampi movimenti alla struttura flottante. d) The mooring cables of the first dead body will be detached from the buoys, inserted inside the first column and locked to it: obviously the length of the cables will be such as to allow ample movements to the floating structure.

e) Verrà calato a fondo il secondo corpo morto; i relativi cavi di ormeggio verranno fatti passare attraverso la seconda colonna e verranno fissati momentaneamente ad essa. e) The second dead body will be lowered to the bottom; the relative mooring cables will be passed through the second column and will be momentarily fixed to it.

f) Sulle due colonne verranno montati due gruppi di argani costruiti appositamente; a ciascun argano sarà legato un cavo di ormeggio. Agendo sugli argani, il primo pezzo della struttura modulare verrà avvicinato alla posizione finale. f) Two sets of specially built winches will be mounted on the two columns; a mooring cable will be tied to each winch. By acting on the winches, the first piece of the modular structure will be brought closer to the final position.

g) A bordo del pontone altri due tubi flottanti saranno montata alla terza colonna. Quindi quest'ulteriore insieme verrà calato in acqua. Anche in questo caso i tubi saranno parzialmente riempiti d'acqua. Con l'aiuto della gru, le due parti della struttura saranno avvicinate l'una all'altra fino a connetterle tra loro. In questo modo sarà ultimato il primo fianco del modulo. g) On board the pontoon two other floating tubes will be mounted on the third column. Then this further set will be lowered into the water. Also in this case the pipes will be partially filled with water. With the help of the crane, the two parts of the structure will be brought closer to each other until they connect together. In this way the first side of the module will be completed.

h) Verrà calato a fondo il terzo corpo morto; i relativi cavi di ormeggio saranno infilati nella terza colonna. Saranno montati ulteriori argani sulla testa della terza colonna e successivamente saranno fissati i cavi di ormeggio agli argani. h) The third dead body will be lowered to the bottom; the relative mooring cables will be inserted in the third column. Additional winches will be mounted on the head of the third column and subsequently the mooring cables will be fixed to the winches.

i) Avendo verificato che le connessioni tra tubi e colonne siano perfettamente stabili, si agirà sui tre gruppi di argani per portare il primo fianco della struttura, ormai completato, nella posizione desiderata. È consigliabile non immergere l'intero lato alla profondità desiderata fino a quando non sarà completato anche l'altro fianco e non saranno interconnessi tra loro per mezzo delle travi trasversali. i) Having verified that the connections between pipes and columns are perfectly stable, the three groups of winches will be used to bring the first side of the structure, now completed, to the desired position. It is advisable not to immerse the entire side to the desired depth until the other side is also completed and they are interconnected by means of the transverse beams.

j) Si ripeterà l'intera procedura dalla fase "a" fino alla fase "i" al fine di costruire il secondo fianco della struttura modulare e, agendo su nuovi argani o sugli argani eventualmente trasferiti dalle colonne di un lato all'altro, si avvicina il secondo fianco alla sua posizione finale. j) The entire procedure will be repeated from phase "a" to phase "i" in order to build the second side of the modular structure and, by acting on new winches or on the winches eventually transferred from the columns of one side to the other, bring the second flank closer to its final position.

k) Sul pontone il piedritto (part. 9) sarà incernierato al centro della trave principale (part. 4); quindi, dopo aver varato l'insieme delle due parti in acqua e, nel caso, averle parzialmente riempite d'acqua, le due estremità della trave principale saranno inserite, senza bloccarle, nei fori appositi esistenti nelle due colonne già presenti al centro dei due fianchi. Il piedritto sarà bloccato in posizione verticale con il perno posto fuori dall'acqua in modo da poter accogliere agevolmente la "struttura a T" (v. fase "o") k) On the pontoon the pier (part. 9) will be hinged to the center of the main beam (part. 4); therefore, after having launched all the two parts in the water and, if necessary, having partially filled them with water, the two ends of the main beam will be inserted, without blocking them, in the appropriate holes existing in the two columns already present in the center of the two flanks. The counterpiece will be locked in a vertical position with the pin placed out of the water in order to easily accommodate the "T-shaped structure" (see step "o")

l) Allo stesso modo saranno varati e assemblati i tre tubi di connessione trasversale (part.3), uno al centro della struttura modulare al di sopra della trave principale e gli altri due alle estremità del modulo. l) In the same way, the three transversal connection pipes (detail 3) will be launched and assembled, one in the center of the modular structure above the main beam and the other two at the ends of the module.

m) Dopo aver verificato che le mutue posizioni siano corrette, tutte le travi trasversali saranno serrate. m) After verifying that the mutual positions are correct, all cross beams will be tightened.

Il modulo di supporto è ultimato. The support form is completed.

Si agirà di nuovo sui gruppi di argani al fine di portare l'intero modulo nella giusta posizione ed alla profondità desiderata. Al fine di assoggettare la struttura alla stessa spinta di galleggiamento in qualsiasi condizione di marea è opportuno immergere la struttura fintanto che la sommità dei tubi flottanti sia posta pochi centimetri al disotto del livello di bassa marea del posto. We will act again on the groups of winches in order to bring the entire module in the right position and at the desired depth. In order to subject the structure to the same buoyancy thrust in any tidal condition, it is advisable to immerse the structure until the top of the floating tubes is placed a few centimeters below the low tide level of the place.

n) Infine si svuotano tutti i tubi flottanti dall'acqua insufflando aria compresa nelle valvole tipo "a" avendo aperto anche le valvole tipo "w" (v. fig. 5) da cui fuoriesce l'acqua. Il processo verrà eseguito per step successivi per controllare che i cavi di ormeggio tengano bene e che la struttura nel suo complesso non subisca movimenti indesiderati né forti stress. A processo ultimato tutte le valvole "a" e "w" saranno chiuse e, per ridondanza, verranno tappate. La forza di galleggiamento, agente prevalentemente sui tubi flottanti, controbilanciata dalle tensioni dei singoli cavi d'ormeggio orientati in direzioni diverse, garantisce la stabilità di questo primo modulo della struttura di supporto; esso è pertanto completo e pronto ad accogliere il "complesso dei generatori". n) Finally all the floating pipes are emptied of the water by blowing in the air included in the type "a" valves, having also opened the type "w" valves (see fig. 5) from which the water comes out. The process will be carried out in successive steps to check that the mooring lines hold well and that the structure as a whole does not undergo unwanted movements or strong stress. At the end of the process all valves "a" and "w" will be closed and, for redundancy, they will be plugged. The buoyancy force, mainly acting on the floating tubes, counterbalanced by the tensions of the single mooring cables oriented in different directions, guarantees the stability of this first module of the support structure; it is therefore complete and ready to accommodate the "generator complex".

o) Sul pontone due generatori completi, di cui uno con turbina destrogira (part. 7) e l'altra sinistrogira (part.ll), saranno assemblati alla "struttura a T" (part. 10). Facendo uso della gru questo insieme verrà incernierato sul perno del piedritto (part. 9) già montato in posizione verticale al centro del primo modulo sulla trave principale (part. 4). o) On the pontoon two complete generators, one with a right-turning turbine (part. 7) and the other with a left-handed turbine (part.ll), will be assembled to the "T-shaped structure" (part. 10). Using the crane, this assembly will be hinged on the counter pin (part 9) already mounted in vertical position in the center of the first module on the main beam (part 4).

p) I cavi elettrici, di controllo e di potenza dei generatori, uniti insieme all'interno di un tubo corrugato flessibile, collegheranno la "struttura a T" (part.10), la "trave principale" (v. part.4) ed una delle due colonne centrali. Il tubo corrugato sarà fissato con semplici staffe al piedritto ed avrà flessibilità tale da consentire la rotazione di circa 180° della struttura a T attorno al perno del piedritto; lo stesso tubo permetterà la rotazione del piedritto attorno alla trave principale. Il tubo corrugato sarà quindi fissato con altre staffe alla trave principale fino a raggiungere una delle due colonne centrali. In testa a questa colonna sarà assemblato un quadro elettrico, stagno, IP 68, da cui sarà derivato un nuovo cavo diretto verso gli altri moduli in linea o, se ultimo della serie, verso la costa. p) The electrical, control and power cables of the generators, joined together inside a flexible corrugated tube, will connect the "T-shaped structure" (part.10), the "main beam" (see part.4) and one of the two central columns. The corrugated pipe will be fixed with simple brackets to the counter and will have such flexibility as to allow the rotation of about 180 ° of the T-shaped structure around the pivot of the counter; the same tube will allow the rotation of the counter torque around the main beam. The corrugated pipe will then be fixed with other brackets to the main beam until it reaches one of the two central columns. At the top of this column, an electrical panel, watertight, IP 68, will be assembled, from which a new cable will be derived, directed towards the other modules in the line or, if the last of the series, towards the coast.

Avendo completato la fase "p", il primo modulo completo di generatori può considerarsi ultimato, dopo aver connesso i cavi elettrici ad una stazione a terra, il sistema è immediatamente funzionante: non appena il piedritto verrà ruotato di 180° (v. fig. 8 - fasi da 4 a 1), il complesso dei generatori sarà immerso in acqua; le due turbine si disporranno autonomamente controcorrente, perché il centro di applicazione della risultante di tutte le spinte agenti su pale, diffusore e "struttura a T" è posto nella direzione della corrente d'acqua a vale dell'asse del piedritto (v. fig. 7). Se la corrente d'acqua avrà velocità sufficiente, le turbine inizieranno a ruotare ed il sistema elettronico di controllo agirà in modo da generare energia elettrica. Having completed phase "p", the first module complete with generators can be considered completed, after having connected the electrical cables to a ground station, the system is immediately operational: as soon as the upright is rotated by 180 ° (see fig. 8 - steps 4 to 1), the generator assembly will be immersed in water; the two turbines will arrange themselves autonomously against the current, because the center of application of the resultant of all the thrusts acting on the blades, diffuser and "T-shaped structure" is placed in the direction of the water current, ie the axis of the piers (see fig. . 7). If the water current has sufficient speed, the turbines will begin to rotate and the electronic control system will act to generate electricity.

Diversamente, allorquando dovrà essere eseguita la manutenzione al "complesso generatori", si comanderà al piedritto di ruotare al contrario di 180° fino a riportare le due turbine fuori dall'acqua (v. fig. 8 - fasi da 1 a 4). Otherwise, when maintenance must be carried out on the "generator complex", the upright will be commanded to rotate in reverse 180 ° until the two turbines are brought out of the water (see fig. 8 - phases 1 to 4).

d) Completamento della fattoria d) Completion of the farm

Per aggiungere altri moduli in linea (v. fig. 1) si dovranno ripetere le fasi da "j" ad "o", cioè sarà sufficiente realizzare su uno dei lati altri fianchi, connessi alla struttura esistente con ulteriori travi trasversali, di cui la centrale (part. 4) completa di generatori. To add other modules in line (see fig. 1) you will have to repeat steps "j" to "o", ie it will be sufficient to create other sides on one of the sides, connected to the existing structure with further transverse beams, of which the central unit (part. 4) complete with generators.

Sarà possibile effettuare la manutenzione su uno qualsiasi dei generatori senza interrompere la produzione di energia elettrica negli altri moduli. It will be possible to carry out maintenance on any of the generators without interrupting the production of electricity in the other modules.

Se vi saranno condizioni batimetriche e di correnti d'acqua pressappoco uguali a quelle della prima linea, la fattoria di generatori a flusso di marea potrà essere ampliata; infatti potranno essere realizzate altre linee di moduli a supporto dei generatori. Come è ovvio, per ogni nuova linea dovranno essere ripetute tutte le fasi da a a p . If there are bathymetric conditions and water currents roughly equal to those of the first line, the farm of tidal flow generators can be expanded; in fact, other lines of modules can be created to support the generators. Obviously, for each new line, all steps from a to p will have to be repeated.

e) Calcoli di verifica per l'equilibrio complessivo di un modulo e) Verification calculations for the overall balance of a module

Si suppone che il peso fuori dall'acqua della trave centrale e dal "complesso generatori" sia P; inoltre si suppone cha la massima spinta orizzontale agente sulle turbine, eventualmente dotati di diffusori, e sulle strutture di supporto sia S. Ovviamente la massima spinta si presenterà in occasione della massima velocità della corrente nel sito ove è ormeggiata la fattoria. The weight out of the water of the central beam and the "generator set" is assumed to be P; furthermore, it is assumed that the maximum horizontal thrust acting on the turbines, possibly equipped with diffusers, and on the support structures is S. Obviously, the maximum thrust will occur at the maximum speed of the current in the site where the farm is moored.

Dunque la forza di galleggiamento per controbilanciare il peso P dovrà essere G in cui G > P Therefore the buoyancy force to counterbalance the weight P must be G where G> P

Ora ipotizziamo che la struttura sia ancorata a corpi morti. Occorre verificare anche l'equilibrio allo slittamento dell'intero modulo nei confronti della spinta S. Now let's assume that the structure is anchored to dead bodies. It is also necessary to check the slip balance of the entire module with respect to the thrust S.

Supponiamo che il peso in acqua di tutti i corpi morti in acqua sia Pm, risulterà che la forza verticale Fv che i corpi morti esercitano sul fondale sarà: Suppose that the weight in water of all dead bodies in water is Pm, it will result that the vertical force Fv that the dead bodies exert on the seabed will be:

Fv = Pm - G Fv = Pm - G.

Ipotizziamo inoltre che il coefficiente di attrito sia k. We also assume that the friction coefficient is k.

Deve risultare: Fv x k > S. It must be: Fv x k> S.

E' bene considerare un coefficiente di sicurezza pari almeno al 30%. Quindi: It is good to consider a safety factor of at least 30%. Therefore:

Fv x k > 1,3 S Fv x k> 1.3 S

Sostituendo, risulta: (Pm - G) x k > 1.3 S Substituting, it results: (Pm - G) x k> 1.3 S

Poiché tutti i valori sono noti, è necessario controllare che quest'ultima formula sia verificata. In caso contrario si deve incrementare il valore di uno dei fattori, quasi sempre il peso Pm dei Corpi morti. Since all values are known, it is necessary to check that this last formula is verified. Otherwise, the value of one of the factors must be increased, almost always the weight Pm of the dead bodies.

Claims (6)

Rivendicazioni 1. Fattoria di generatori a flusso di marea ad asse orizzontale, montati su una struttura di supporto a forma di un reticolo di travi galleggianti organizzata in moduli ripetibili facilmente costruibili, semplice da installare, che permette di effettuare agevolmente le attività di manutenzione ai generatori; la struttura è semi immersa in acqua ed è ferma perché è trattenuta da cavi ancorati al fondale marino; la fattoria può essere utilizzata in siti caratterizzati da flussi di marea oppure da correnti oceaniche oppure da correnti d'acqua di grandi fiumi. Claims 1. Farm of horizontal axis tidal flow generators, mounted on a support structure in the shape of a lattice of floating beams organized in repeatable modules that can be easily constructed, simple to install, which allows for easy maintenance of the generators; the structure is semi-submerged in water and is stationary because it is held by cables anchored to the seabed; the farm can be used in sites characterized by tidal flows or by ocean currents or by water currents of large rivers. 2. Fattoria di generatori secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le turbine dei generatori ad asse orizzontale potranno essere composte da due o più pale e potranno essere semplici o avvolte da un solido di rotazione con profilo alare, denominato diffusore, capace di incrementare il coefficiente di conversione dell'energia cinetica della corrente d'acqua incidente in energia di rotazione della turbina. 2. Generator farm according to claim 1, characterized by the fact that the turbines of the generators with horizontal axis can be composed of two or more blades and can be simple or wrapped in a rotational solid with an airfoil profile, called diffuser, capable of increasing the conversion coefficient of the kinetic energy of the incident water current into turbine rotation energy. 3. Fattoria di generatori secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le travi e le colonne possono avere una forma qualsiasi. 3. Generator farm according to claim 1, characterized in that the beams and columns can have any shape. 4. Fattoria di generatori secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i due fianchi della struttura di supporto, immersi completamente in acqua, potranno essere realizzati con scafi stagni di forma qualsiasi ed il collegamento tra i due fianchi può essere ottenuto con strutture di qualsiasi forma. 4. Generator farm according to claim 1, characterized in that the two sides of the support structure, completely immersed in water, can be made with watertight hulls of any shape and the connection between the two sides can be obtained with structures of any form. 5. Fattoria di generatori secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'ancoraggio al fondale marino potrà essere ottenuta con l'uso di corpi morti appoggiati al fondale stesso, realizzati con solidi di forma qualsiasi composti in calcestruzzo, oppure di metallo oppure con massi di rocce trattenuti insieme in grossi sacchi di tele perforate o reti di corde. 5. Generator farm according to claim 1, characterized by the fact that the anchoring to the seabed can be obtained with the use of dead bodies resting on the seabed, made with solids of any shape made of concrete, or of metal or with boulders of rocks held together in large sacks of perforated cloth or webs of ropes. 6. Fattoria di generatori secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'ancoraggio al fondale marino sia ottenuto con micropali d'acciaio di dimensioni opportune, infissi nel fondale stesso per una lunghezza opportuna, dotati in sommità di anelli capaci di resistere alle tensioni scaricate dai cavi di ormeggio ad essi agganciati. 6. Generator farm according to claim 1, characterized by the fact that the anchoring to the seabed is obtained with steel micropiles of suitable dimensions, driven into the seabed for a suitable length, equipped at the top with rings capable of resisting tensions discharged from the mooring lines attached to them.