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ELETTRONICA OGGI 501 - APRILE 2022 62 T&M NUMERICAL MODELLING di turbine. Queste reti comprendono cavi che collegano i parchi eolici alla costa e forniscono energia alla nostra rete elettrica (Fig. 3). Molti parchi eolici sono costituiti da strutture che sono fissate al fondale marino, come il monopalo e altri tipi di turbine eoliche. Le fondamenta di queste strutture sono costose da costruire e difficili da installare in alto mare, poiché i cavi devono essere sepolti nel fondale marino. L’installazione e la manutenzione risultano più semplici in acque poco profonde. Il futuro dell’eolico offshore risiede nei parchi eolici che galleggiano su ballast e ormeggi, con i cavi direttamente posati sul fondo del mare. I parchi eolici galleggianti sono un’ottima soluzione quando quelli situati appena al largo della costa diventano troppo affollati. Possono anche sfruttare i venti più forti e potenti che soffiano al largo. Si prevede che i parchi eolici galleggianti si diffonderanno sempre di più nel prossimo decennio. Questa possibilità risulta particolarmente attraente per aree come la costa pacifica degli Stati Uniti e il Mediterraneo, dove le coste scendono più in profondità, al contrario delle acque poco profonde della costa atlantica degli Stati Uniti, del Regno Unito e dellaNorvegia. Un requisito importante per i parchi galleggianti OFW è l’installazione di cavi sottomarini dinamici e ad alta capacità, che siano in grado di sfruttare e trasportare efficacemente l’elettricità generata fino alle nostre coste. Fattori di progettazione per cavi sottomarini resilienti Vi è mai capitato che internet fosse più lento del solito? La colpa potrebbe essere stata di un guasto in un cavo sottomarino. I guasti di questogenereai cavi sonounevento comune (e costoso), sia per i danni dovuti alle sollecitazioni meccaniche e alle tensioni causate dal fondale roccioso, Fig. 3 – Esempi di cavi sottomarini tripolari (3C) offerti da Hellenic Cables dai pescherecci, dalle ancore, sia a causa di problemi che riguardano il progetto stesso del cavo. Mentre l’industria eolica offshore continua a crescere, cresce anche la nostra necessità di sviluppare cavi elettrici che possano collegare in modo sicuro ed efficiente questi parchi eolici alla nostra rete elettrica. Prima di aggiustare o installare un cavo sottomarino, operazione che può costare miliardi di dollari, i progettisti devono assicurarsi che i progetti funzionino come previsto in ambiente subacqueo. Oggi, questo risultato è raggiunto con l’aiuto della modellazione elettromagnetica computazionale. Per validare i risultati della simulazione dei cavi, vengono utilizzati standard internazionali, ma questi standard non sono stati in grado di tenere il passo con i recenti progressi nella potenza di calcolo e con le crescenti capacità dei software di simulazione. Hellenic Cables e la sua filiale FULGOR utilizzano il metodo degli elementi finiti (FEM) per analizzare i progetti dei loro cavi e confrontarli con misure sperimentali, spesso ottenendo risultati migliori di quelli che gli standard internazionali possono offrire. Metodologia aggiornata per il calcolo delle perdite dei cavi La Commissione Elettrotecnica Internazionale (International Electrotechnical Commission, IEC) fornisce degli standard per i cavi elettrici, tra cui lo Standard 60287 1-1 per calcolare le perdite dei cavi e le portate di corrente. Un problema della formula usata nello Standard 60287 sta nel fatto che sovrastima le perdite dei cavi, specialmente le perdite nell’armatura dei cavi sottomarini tripolari (3C). I progettisti di cavi sono costretti ad adottare una nuova metodologia per eseguire queste analisi, e il team di Hellenic Cables lo riconosce. “Con un modello più accurato e realistico, ci si aspettano margini di ottimizzazione significativi”, afferma Dimitrios Chatzipetros, team leader del gruppo di analisi numerica in Hellenic Cables. La nuova metodologia permetterà agli ingegneri di ridurre le sezioni dei cavi abbassando così i loro costi, il che è l’obiettivo principale dei produttori di cavi. Un cavo elettrico è un dispositivo complesso da modellare. La struttura geometrica consiste in tre nuclei principali di potenza, che sono riuniti a elica con un particolare passo di avvolgimento, e centinaia di fili aggiuntivi (fili di schermo o armatura) che sono avvolti con un secondo o terzo passo di avvolgimento. Questa struttura rende difficile generare lameshe risolvere i campi elettromagnetici. “Si tratta di un pesanteproblema3Dconproprietàdeimateriali complesse, perché alcuni degli elementi sono ferromagnetici”, spiega Andreas Chrysochos, associate principal engineer nel dipartimento R&S di Hellenic Cables.