IT202000011779A1 - Piattaforma flottante semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell’energia elettrica e metodo per la realizzazione di tale piattaforma - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione dell?invenzione

[001] La presente invenzione trova collocazione nel settore tecnico delle strutture portanti ed in particolare ha per oggetto una piattaforma flottante semisommergibile in calcestruzzo per l?installazione di sistemi offshore per la generazione di energia elettrica.

[002] E? inoltre previsto un metodo per la realizzazione di una piattaforma flottante semisommergibile in calcestruzzo.

Stato della tecnica

[003] Come noto, oggi i parchi energetici offshore sono in prevalenza costituiti da turbine eoliche installate in mari di bassa profondit? e quindi con la loro struttura di supporto fissata sul fondale.

[004] Nel prossimo futuro la maggior parte di parchi eolici sar? installata in mari mediamente profondi o molto profondi.

[005] In questa tipologia di installazioni la soluzione economicamente pi? vantaggiosa consiste nel montare il sistema di conversione su una piattaforma flottante semisommergibile ancorata al fondale marino mediante opportune linee di ormeggio.

[006] In alcuni casi le piattaforme sono state progettate in acciaio, ma questa tipologia di strutture presenta problemi di natura economica e tecnica.

[007] In particolare, queste strutture sono affette da elevati costi di fabbricazione e non consentono di abbassare il centro di gravit? complessivo del sistema, ci? limita la stabilit? della turbina eolica durante il suo funzionamento in mare aperto.

[008] L?alternativa all?uso dell?acciaio ? il calcestruzzo; una piattaforma realizzata in calcestruzzo, infatti, se configurata opportunamente presenta costi minori di realizzazione e permette di abbassare il centro di gravit? del sistema cos? da conferire maggiore stabilit? al sistema in esercizio.

[009] E? bene sottolineare che le piattaforme flottanti sono costruite in cantieri posizionati in prossimit? della costa, e successivamente trainate in mare aperto al sito di installazione. E? possibile anche assemblare un intera sistema di produzione di energia elettrica in cantiere e successivamente trainarlo al sito di installazione. Questo evita l?uso di costosi mezzi marini di sollevamento in mare.

[0010] Una struttura a basso centro di gravit? (come ottenibile con il calcestruzzo) consente queste operazioni.

[0011] Un ulteriore vantaggio delle piattaforme in calcestruzzo risiede nel fatto che la loro massa consente di ottenere un periodo proprio di oscillazione del sistema in acqua al di sopra del periodo massimo delle onde (previste nel sito di installazione). In questo modo ? possibile escludere o minimizzare l?interazione dinamica tra le onde e la piattaforma.

[0012] Infine una piattaforma in calcestruzzo opportunamente configurata e dimensionata consente di ottenere un alto momento d?inerzia torsionale a beneficio del sistema di controllo di una turbina eolica.

[0013] Il ridotto costo di realizzazione delle piattaforme in calcestruzzo, tuttavia, dipende largamente dal grado in cui la loro configurazione strutturale permette l?impiego di un processo industriale di fabbricazione a costi relativamente bassi.

[0014] Le configurazioni esistenti di piattaforme in calcestruzzo non sono progettate per essere fabbricate con un processo industriale atto a minimizzarne i costi costruzione.

[0015] La tecnologia dello sfruttamento dell?energia marina ? attualmente ad una fase di importante sviluppo. Essa, tuttavia, non ? adatta ad essere impiega nei mari profondi perch? richiederebbe la predisposizione di sistemi di supporto costosi.

[0016] Se la piattaforma in calcestruzzo di una turbina eolica ? configurata anche per ospitare gli organi del sistema di conversione dell?energia marina, la combinazione (sinergica) dei due sistemi di conversione, eolico e marino, rende l?insieme altamente profittabile.

[0017] E? noto che l?azione delle onde e del vento sul sistema di conversione ? generalmente prevalente entro un determinato angolo intorno ad una direzione, secondo la rosa dei venti e delle onde del sito.

[0018] La caratteristica di un sistema di conversione offshore, ovvero di essere economicamente vantaggioso, dipende anche dalla durata della sua struttura di supporto. Una piattaforma progettata per durare cinquant?anni consente di essere utilizzata per due cicli di vita del sistema di conversione (ogni ciclo ha una durata di venticinque anni).

[0019] In tal caso, al termine di ogni ciclo il sistema potr? essere rimorchiato al cantiere di assemblaggio, dove sar? possibile sostituire la torre, la turbina eolica ed il sistema di conversione dell?energia marina, ispezionare esternamente ed internamente le strutture della piattaforma ed eventualmente ricondizionarle se necessario.

[0020] E? possibile raggiungere questo obiettivo solo se la piattaforma ? ottimizzata per minimizzare oscillazioni e carichi di fatica in particolare quando le onde ed il vento agiscono nella loro direzione prevalente.

[0021] In altre parole la piattaforma deve essere ottimizzata in modo che sollecitazioni/oscillazioni prodotte da vento e dalle onde provenienti da qualunque direzione siano accettabili, e quelle prodotte da vento e dalle onde lungo la loro direzione prevalente siano minime.

[0022] Le configurazioni esistenti di progetto di piattaforme non sono concepite per raggiungere questi scopi.

[0023] Inoltre, la possibilit? di ispezionare la piattaforma assume una grande importanza per la verifica delle strutture alla fine della loro realizzazione nel corso della loro vita (soprattutto nel caso di piattaforma progettata per un doppio ciclo di vita).

[0024] Non c?? evidenza che le piattaforme in calcestruzzo esistenti siano progettate per rendere possibile l?accesso e l?ispezione di tutte le loro parti.

[0025] Il sistema di conversione supportato dalla piattaforma ? generalmente munito di organi dedicati al raffreddamento delle apparecchiature elettriche.

[0026] Una piattaforma flottante semisommersa, tuttavia, pu? essere concepita per ospitare le apparecchiature elettriche in posizione tale da potere essere raffreddate dal pozzo di calore offerto dal mare all?interno del quale la piattaforma ? immersa.

[0027] L?affidabilit? del sistema di ormeggio ? un altro importante fattore per una piattaforma flottante. Infatti, per raggiungere un buon livello di affidabilit? il metodo pi? efficace ? di impiegare linee di ormeggio ridondanti, costituite da tre coppie di linee, disposte per evitare che si urtino fra di loro in esercizio.

Presentazione dell?invenzione

[0028] La presente invenzione intende superare gli inconvenienti tecnici sopra citati mettendo a disposizione una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che consenta di abbattere i costi ed i tempi di produzione.

[0029] Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica con un ciclo di vita doppio rispetto al ciclo di vita dei sistemi di conversione dell?energia.

[0030] Un altro scopo del presente trovato ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che presenti una elevata stabilit? durante il traino in mare anche per lunghi percorsi.

[0031] Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che consenta di installare un sistema combinato di conversione di energia eolica e marina.

[0032] Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che presenti un centro di gravit? relativamente basso ed un alto momento d?inerzia intorno all?asse verticale.

[0033] Un altro scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che consenta di minimizzare le sollecitazioni indotte dalle azioni delle onde e del vento agenti nella loro direzione prevalente

[0034] Un altro scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una piattaforma flottante semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica che permetta di essere ottimizzata in modo da minimizzare sia le oscillazioni di beccheggio che quelle di rollio causate dall?azione delle onde e del vento nella loro direzione prevalente.

[0035] Questi scopi, unitamente ad altri che saranno meglio chiariti nel seguito, sono raggiunti da una piattaforma flottante in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica per il supporto di strutture offshore destinate a generare energia elettrica del tipo in accordo alla rivendicazione 1.

[0036] Altri scopi che saranno meglio descritti nel seguito sono conseguiti da una piattaforma flottante semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica in accordo con le rivendicazioni dipendenti.

[0037] E? inoltre previsto un metodo per la realizzazione di una piattaforma in calcestruzzo semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica del tipo in accordo con la rivendicazione 13.

Breve descrizione dei disegni

[0038] I vantaggi e le caratteristiche della presente invenzione emergeranno chiaramente dalla seguente descrizione dettagliata di alcune configurazioni preferite ma non limitative di una piattaforma flottante semisommergibile per sistemi offshore di conversione dell?energia elettrica con particolare riferimento ai seguenti disegni:

- la Figura 1 comprende una vista prospettica di una piattaforma flottante per il supporto di strutture offshore destinate a generare energia elettrica in una prima configurazione realizzativa;

- la Figura 2 comprende una vista dall?alto della piattaforma flottante di Figura 1;

- la Figura 3 ? una vista in prospettica laterale della piattaforma di Figura 1; - la Figura 4 ? una vista prospettica della piattaforma di Figura 1 in cui ? visibile la posizione dei convertitori di energia marina;

- la Figura 5 ? una vista prospettica sezionata della piattaforma di Figura 1 in cui ? visibile la posizione del sistema elettrico della turbina.

- la Figura 6 ? una vista prospettica dall?alto della base di supporto della piattaforma di Figura 1;

- la Figura 7 ? una vista prospettica dall?alto della base di Figura 6 in cui ? stata rimossa la parete superiore dei bracci;

- la Figura 8 ? una vista prospettica di una piattaforma flottante per il supporto di strutture offshore destinate a generare energia elettrica in una seconda configurazione realizzativa;

- la Figura 9 ? una vista prospettica dall?alto della base di supporto della piattaforma di Figura 8;

- la Figura 10 ? una vista dall?alto della base di Figura 9 in cui ? stata rimossa la parete superiore dei bracci;

- la Figura 11 ? una vista prospettica dall?alto della lastra di base della piattaforma dopo la sua costruzione;

- la Figura 12 illustra casseri e armature assemblate a sandwich per la realizzazione della base di supporto della piattaforma flottante di Figura 1 come esempio del metodo di realizzazione dell?intera piattaforma.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

[0039] La presente invenzione ha per oggetto una piattaforma flottante semisommergibile destinata a supportare strutture offshore per la generazione di energia elettrica. In particolare, la struttura flottante descritta nel seguito sar? atta a sostenere una turbina eolica ed ? predisposta, e come sar? poi meglio chiarito nel seguito della descrizione, anche per sostenere un convertitore di energia marina.

[0040] La piattaforma flottante oggetto della presente invenzione sar? particolarmente adatta per sistemi operanti in mare aperto con profondit? superiore ai cinquanta metri ed inoltre sar? totalmente realizzata in calcestruzzo armato (con la possibile prefabbricazione di alcune parti ed eventuale aggiunta di post-tensione).

[0041] Le Figure dalla 1 alla 5 illustrano una forma di realizzazione preferita della piattaforma flottante oggetto della presente invenzione ed indicata globalmente con il numero di riferimento 1.

[0042] Questa piattaforma comprende una base di supporto portante 2 che si estende lungo un asse longitudinale L ed ? visibile, oltre che nelle Figure sopra citate, anche nelle Figure dalla 6 alla 9.

[0043] La base di supporto 2 presenta una struttura geometrica atta ad identificare tre vertici 3, 4, 5 posizionati alle estremit? ed un punto intermedio 6 posizionato all?interno della base 2 in prossimit? del suo centro geometrico.

[0044] Con l?espressione ?punto intermedio? si intende definire un punto che non rappresenta il centro geometrico della base ma che ? posto all?interno dell?area sottesa dal triangolo formato dai tre vertici 3, 4, 5.

[0045] Opportunamente, quando la piattaforma 1 ? posizionata in mare aperto l?asse longitudinale L della base ? orientato parallelamente alla direzione prevalente delle onde e del vento (indicata nelle Figure con una freccia a cui ? attribuito il numero di riferimento 7) e con il suo vertice 3 posizionato contro la direzione di provenienza delle onde.

[0046] In altre parole, la piattaforma ? progettata per essere orientata in modo tale che le onde ed il vento (nella loro direzione prevalente) investano per primo il vertice 3 (il quale, pertanto, si trova in posizione longitudinalmente avanzata rispetto agli altri due vertici 4, 5).

[0047] Opportunamente, come meglio visibile nella Figura 2, i due vertici 4, 5 si trovano in posizione arretrata rispetto al vertice 3 e sono disposti lungo una direzione sostanzialmente trasversale comune T.

[0048] La piattaforma 1 in calcestruzzo comprendente quattro corpi verticali 8 (costituiti da corpi verticali cavi a sezione retta poligonale), collegati fra di loro da un reticolo di bracci (meglio descritti nel seguito) ed con una lastra di base 9 a fattor comune.

[0049] I quattro copri verticali 8 internamente cavi sono posizionati in corrispondenza dei vertici 3, 4, 5 e del punto intermedio 6.

[0050] Le pareti degli corpi verticali 8 sono a sezione retta chiusa e a forma di poligono sostanzialmente regolare.

[0051] Ogni lato 10 della parete poligonale di un corpo verticale 8 presenta una larghezza massima di circa 2.5 metri cos? da permetterne la realizzazione mediante l?uso di casseri piani trasportabili all?interno di containers, come sar? meglio descritto nel seguito della descrizione.

[0052] Come ben illustrato nelle Figure dalla 1 alla 5, i corpi verticali 8 si estendono verso l?alto senza soluzione di continuit? a partire dalla lastra 9 della base 2 conservando la loro configurazione poligonale lungo il loro sviluppo in altezza.

[0053] In Figura 8 ? ben visibile la lastra 9 della base 2; questa lastra 9 costituisce la parete di fondo di ciascun corpo verticale 8 e del reticolo di bracci.

[0054] Lo spessore della lastra 9 ? sostanzialmente maggiore di quello delle altre pareti che compongono la base 2 cos? da migliorare la resistenza della struttura dell?intera piattaforma 1 (che pu? essere migliorata anche con la presenza di rinforzi trasversali all?interno delle pareti di fondo dei corpi verticali 8).

[0055] Tutti i corpi verticali 8 sono costruiti a tenuta stagna; essi hanno anche la funzione di creare la spinta idrostatica necessaria a mantenere in equilibrio verticale il sistema.

[0056] I copri verticali 8 posizionati sui vertici 3, 4, 5 presentano anche la funzione di modificare in esercizio la distribuzione della spinta idrostatica per generare un momento raddrizzante in opposizione ai momenti ribaltanti causati dall?azione del vento sul rotore della turbina e delle onde sulla piattaforma.

[0057] Il corpo verticale 8 del punto intermedio 6, componente fra i pi? sollecitati, pu? avere una configurazione costituita da tratti poligonali cilindrici e tratti poligonali troncoconici e potr? richiedere cavi di post-tensione.

[0058] Questo particolare corpo verticale 8 sostiene la torre in acciaio della turbina (non visibile nelle figure), alla quale ? collegato mediante un giunto metallico di transizione 11. Le dimensioni del corpo verticale 8 posizionato sul punto intermedio 6 e quelle della sovrastante torre sono anche determinate tenendo conto dell?esigenza di minimizzare le interazioni dinamiche che si generano fra loro e il rotore della turbina in moto.

[0059] I corpi verticali 8 posti in corrispondenza dei vertici 3, 4, 5 si sviluppano dalla lastra 9 della base 2 fino ad oltre il livello del mare e sono provvisti di un coperchio 12 atto a chiuderne l?estremit? 13.

[0060] Le dimensioni dei corpi verticali 8 e la loro reciproca distanza sono tali da mantenere in equilibrio il sistema in mare con la piattaforma 1 parzialmente immersa e limitare gli angoli di beccheggio e di rollio entro valori accettabili dalla turbina eolica.

[0061] Opportunamente, il corpo verticale 8 posizionato sul punto centrale 6 ha anche la funzione di ospitare il sistema elettrico dei convertitori, indicato globalmente con il numero di riferimento 14) il quale ? prevalentemente ubicato ad un livello inferiore a quello del mare.

[0062] In questo modo sar? possibile promuovere il raffreddamento delle apparecchiature elettriche 14 mediante il pozzo di calore generato dal mare attraverso la parete del corpo verticale cavo 8 che le contiene.

[0063] E? inoltre prevista una porta 15 per l?accesso all?interno l?interno della torre ricavata in prossimit? dell?estremit? superiore 13 del corpo verticale 8 posto sul punto intermedio 6.

[0064] I quattro copri verticali 8 potranno comprendere degli irrigidimenti interni costituiti da una struttura trasversale anulare 16 disposta all?altezza delle coperture del reticolo dei bracci 18, 19, 19?. Inoltre, il corpo verticale 8 collocato sul punto intermedio 6 potr? contenere, sia strutture interne di irrigidimento 45 costituite dal prolungamento verso l?interno dei bracci a cui ? collegato che sovraspessori posizionati in corrispondenza della sua zona poligonale tronco-conica e della sua sommit?. I corpi verticali 8 posti sui vertici 3, 4, 5 potranno comprendere alla loro base rinforzi interni 46 e ulteriori rinforzi posti alla loro sommit? per il collegamento delle linee di ormeggio 17.

[0065] La piattaforma 1 comprende una pluralit? di bracci di collegamento 18, 19, 19? atti a collegare tra loro i corpi verticali 8 con la lastra 9 in modo da definire una base di supporto 2 integrale e unitaria.

[0066] In particolare, la base 2 illustrata nelle Figure presenta una coppia di bracci di collegamento principali 18 destinati a collegare tra loro i vertici 3, 4, 5 secondo la seguente modalit?:

- una estremit? 20 di tali bracci 18 ? collegata al corpo verticale 8 posto in corrispondenza del vertice 3 (disposto in posizione avanzata);

- l?altra estremit? 21 di tali bracci 18 ? connessa ad un corrispondente corpo verticale 8 posto in corrispondenza del vertice 4, 5 (disposto in posizione arretrata).

[0067] I bracci di collegamento principali 18 presentano una forma sostanzialmente rettilinea per consentire di collegare tra loro i vertici 3, 4, 5 (ed i corrispondenti corpi verticali 8) in maniera diretta. In altre parole, tali bracci 18 si estendono lungo una direzione rettilinea X che collega tra loro i vertici 3, 4, 5 senza passare attraverso (ovvero intersecare) il punto intermedio 6.

[0068] La particolare geometria dei bracci principali 18 consente di definire una forma in pianta della base sostanzialmente a freccia (ben visibile in Figura 2) in cui il vertice avanzato 3 rappresenta l?estremit? appuntita.

[0069] Come meglio illustrato nelle Figure 6 e 7, i bracci di collegamento principali 18 sono disposti lungo direzioni X che si intersecano sostanzialmente in corrispondenza dell?asse longitudinale L (a sua volta passante per il vertice avanzato 3 della base 2).

[0070] Le direzioni X sono angolarmente distanziate tra loro da un angolo ? non inferiore a 60?.

[0071] Dalle simulazioni svolte sulla piattaforma oggetto del presente trovato ? stato possibile verificare che un angolo ? maggiore di 60? consente di ridurre le oscillazioni laterali (di rollio) della piattaforma 1 quando quest?ultima ? orientata con il suo asse di sviluppo L parallelamente alla direzione prevalente delle onde 7.

[0072] Questa particolare configurazione risulta essere particolarmente vantaggiosa qualora nel sito di installazione le onde ed il vento agiscano nella loro direzione prevalente 7 e la turbina eolica si trova ad operare con il rotore disallineato rispetto alla direzione del vento.

[0073] Preferibilmente, i due bracci principali 18 potranno presentare la stessa lunghezza l cos? da definire una forma della base di supporto 2 del tipo sostanzialmente a ?freccia simmetrica? in cui la cuspide ? formata da due tratti di uguale dimensione.

[0074] I bracci di collegamento secondari 19, 19? consentono di collegare il punto intermedio 6 (o il corpo verticale 8 ricavato in corrispondenza di questo punto) alla coppia di vertici 4, 5.

[0075] Nella configurazione del trovato illustrata nella Figura 2 sono visibili due tipi di bracci secondari: i bracci secondari indicati con il riferimento 19 consentono di collegare il corpo verticale 8 posto in corrispondenza del punto intermedio 6 con i corpi verticali 8 posti in corrispondenza dei vertici 4, 5; i bracci secondari indicati con il numero di riferimento 19? consentono di collegare il corpo verticale 8 posto in corrispondenza del punto centrale 6 con i bracci di collegamento principali 18.

[0076] Secondo una forma alternativa del trovato, illustrata nelle Figure dalla 8 alla 10, la base 2 della piattaforma potr? prevedere tre bracci di collegamento principali 18 atti a collegare tra loro tutti i vertici 3, 4, 5 (cos? da definire una forma triangolare della piattaforma 1) e tre bracci secondari 18? destinati a collegare il corpo verticale 8 posto in corrispondenza del punto intermedio 6 con i rispettivi bracci di collegamento principali 18.

[0077] Come meglio visibile nelle Figure 7 e 10, i bracci principali 18 ed i bracci secondari 19, 19? presentano una forma in sezione sostanzialmente quadrata o rettangolare atta a racchiudere una cavit? interna 22.

[0078] Ogni braccio 18, 19, 19? prevede una coppia di pareti laterali 23, 24, una parete inferiore definita dalla lastra 9 ed una parete superiore di copertura 25.

[0079] Come meglio visibile nella Figura 7, la base di supporto portante 2 potr? essere irrobustita mediante l?inserimento di pareti trasversali 26, 27 collocate all?interno della cavit? 22 di ogni braccio 18, 19, 19?.

[0080] In particolare, queste pareti trasversali 26, 27 potranno essere disposte in modo da essere sfalsate lungo la direzione di sviluppo del braccio 18, 19, 19? con un passo p sostanzialmente costante.

[0081] Alcune parete trasversali potranno essere totalmente chiuse e prive di aperture (tali pareti sono indiciate in Figura 7 con il numero di riferimento 26).

[0082] All?atto pratico queste pareti trasversali chiuse 26 costituiscono dei diaframmi atti a dividere la cavit? 22 dei corrispondenti bracci 18, 19, 19? in compartimenti stagni.

[0083] Ulteriori pareti trasversali 27 potranno presentare un?apertura inferiore 28 e un?apertura superiore 29. Come sar? meglio descritto nel seguito, l?apertura inferiore 28 consentir? il passaggio dell?acqua all?interno della cavit? 22 di ciascun compartimento da promuoverne il totale riempimento, quando necessario. L?apertura superiore 29 consentir? all?aria presente all?interno della cavit? 22 di ciascun compartimento di fuoriuscire durante le operazioni di riempimento con l?acqua.

[0084] Opportunamente, la dimensione delle aperture inferiori 28 potr? essere scelta in modo da consentire il passaggio di un uomo per eseguire l?ispezione della cavit? 22 dei bracci 18, 19, 19? durante la realizzazione della base 2, o successivamente.

[0085] Nella configurazione della base di supporto portante illustrata in Figura 7 ? visibile una coppia di diaframmi trasversali 26 atti a dividere ogni braccio principale 18 in due compartimenti.

[0086] La lastra 9 della base 2 potr? definire un bordo esterno 30 sporgente trasversalmente che si estende almeno lungo una porzione dei bracci principali 18 e/o dei bracci secondari 19, 19? e/o dei corpi verticali 8.

[0087] Nella configurazione della base 2 illustrata nelle Figure, il bordo esterno 30 si estende (in maniera periferica) lungo tutto lo sviluppo perimetrale della piattaforma 1 (attorniando quindi tutti i bracci di collegamento 18, 19 e tutti gli elementi verticali 8).

[0088] I bordi esterni 30 aumentano la superficie piana della faccia inferiore periferica della base 2 e consentono di incrementare notevolmente lo smorzamento dei moti verticali ondulatori della piattaforma in acqua.

[0089] Come meglio schematizzato in Figura 4, sui bordi esterni sporgenti 30 sar? possibile installare di uno o pi? convertitori di energia marina, indicati schematicamente con il numero di riferimento 31.

[0090] Secondo una configurazione possibile tra le tante ammissibili, questi generatori 30 potranno essere configurati per generare energia a partire dal flusso d?aria sviluppato dal moto ondoso per effetto dell?interazione delle onde del mare con una membrana posizionate in prossimit? dei bordi esterni 30 posti in corrispondenza dei bracci principali 18.

[0091] Il flusso d?aria generato da questa interazione potr? poi essere convogliato mediante uno o pi? condotti (non illustrati nelle Figure ma che possono essere integrati nei bracci principali 18) in un sistema di conversione dell?energia (anch?esso non illustrato nelle Figure) comprendente una girante operativamente collegata ad un generatore (a sua volta connesso al sistema elettrico della turbina).

[0092] Dal punto di vista operativo, la base 2 e i corpi verticali 8 possono essere realizzati in un cantiere navale, in tal caso a lavori ultimati ? necessario trainare l?intera piattaforma 1 nella zona di installazione del sistema in mare aperto.

[0093] Per migliorare la stabilit? della piattaforma 1 (o dell?intero sistema assemblato) durante il traino dal cantiere al sito di installazione ? possibile riempire con acqua i compartimenti ricavati nelle cavit? 22 dei bracci 18, 19, 19? della base 2.

[0094] Questo ? possibile grazie al fatto che, come detto sopra, le pareti trasversali 27 all?interno di ogni compartimento dei bracci 18, 19, 19? sono proviste di due aperture 28, 29 (una in basso per l?ingresso dell?acqua e una in alto per lo sfiato dell?aria) che la parete superiore 25 dei bracci 18, 19, 19? ? provvista di valvole 32 aperte dopo il varo che consentono l?ingresso di acqua di mare nella base 2 della piattaforma 1. In corrispondenza di queste pareti 25 sono previsti anche dei tubi 32 di scarico dell?aria la cui sommit? fuoriesce dal livello del mare.

[0095] Nella parete superiore 25 dei bracci 17, 18, in corrispondenza delle valvole 32, possono essere ubicati dei passi d?uomo utilizzabili per accedere all?interno dei bracci per manutenzione ed ispezioni.

[0096] Preferibilmente, per ottenere la massima stabilit? durante il traino in mare della piattaforma (o dell?intera piattaforma assemblata) ? eventualmente possibile allagare parzialmente con la stessa quantit? di acqua di mare anche dei corpi cavi 8 posizionati sui vertici 3, 4, 5.

[0097] All?interno di questi corpi verticali 8 sono installati due tubi 33, 34 (generalmente tappati) che si estendono dalla parete di fondo 9 fino ad oltre il coperchio 12. Attraverso i tubi 33 ? possibile introdurre l?acqua nel fondo del corrispondente corpo verticale 8, mentre con gli altri tubi 34 (a cui sono associate le pompe 35) ? possibile scaricare l?acqua quando la piattaforma 1 ? completamente installata.

[0098] In opera, la piattaforma 1 assumer? una posizione di immersione definitiva rispetto al livello del mare; in particolare la base di supporto 2 e buona parte dei corpi verticali cavi 8 sono configurati per rimanere sott?acqua come visibile in Figura 5 (la linea tratteggiata indicata con il numero di riferimento 36 indica il livello dell?acqua).

[0099] Opportunamente, la base 2 e i corpi verticali 8 possono essere realizzati in calcestruzzo armato gettato in opera, con elementi di calcestruzzo prefabbricato o con una soluzione mista (purch? la progettazione ed il processo di costruzione garantiscano la tenuta stagna dei corpi cilindrici e le caratteristiche strutturali della piattaforma in termini di resistenza a fatica e ai carichi limite).

[00100] Eventuali ingressi di acqua possono essere monitorabili mediate sensori ubicati sul fondo dei corpi verticali 8 (non illustrati nelle Figure).

[00101] La particolare configurazione geometrica ?a freccia? assunta dalla piattaforma 1 oggetto della presente invenzione (rispetto alla direzione prevalente delle onde e del vento) permette di resistere ai cicli di fatica per una durata di cinquant?anni.

[00102] Queste propriet? si possono raggiungere mediante l?ottimizzazione degli spessori, la scelta del calcestruzzo idoneo, il dimensionamento delle armature metalliche e l?adozione di cavi di post-tensione nelle zone pi? sollecitate.

[00103] Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione ? previsto un metodo per la realizzazione di una piattaforma flottante semisommergibile descritta in precedenza.

[00104] Questo metodo ? finalizzato a velocizzare le fasi di realizzazione della piattaforma 1 e ridurre i costi di costruzione.

[00105] Opportunamente, il metodo si basa sull?uso di pannelli (o elementi) piatti di cassero 37 progettati e realizzati per essere riutilizzabili nel tempo (per centinaia di piattaforme) e con dimensioni compatibili per il trasporto mediante containers. Questo ? reso possibile dalla particolare configurazione della piattaforma 1 che si caratterizza per la presenza di sole pareti realizzate mediante l?utilizzo di elementi piani.

[00106] Nella fase a) del metodo ? prevista la predisposizione di una pluralit? di pannelli di cassero 37.

[00107] Il metodo prevende una fase b) del in cui si predispongono armature di acciaio 38 formate da un intreccio di barre in acciaio, ogni armatura 38 presenta una coppia di fianchi esterni sostanzialmente paralleli.

[00108] Vantaggiosamente, gli elementi di cassero 37 e le armature 38 sono preassemblati prima del loro impiego in sandwich o insiemi di sandwich della stessa altezza (visibili in Figura 10).

[00109] Un sandwich, indicato globalmente con il numero di riferimento 39, ? costituito dai due elementi di cassero 37 (posti rispettivamente all?interno e all?esterno della parete da costruire), dall?incastellatura delle barre d?armatura 38 e dai necessari tiranti trasversali 40 destinati a mantenere gli elementi di cassero 37 stabilmente contro l?incastellatura dei ferri 38 (opportunamente distanziati da quest?ultima).

[00110] Durante la fase c) del metodo ? prevista la predisposizione di una pluralit? di tiranti 40 ed ? prevista anche una fase d) di posizionamento di una coppia di pannelli piani 37 all?esterno dei fianchi di un elemento di armatura 38.

[00111] Le estremit? delle barre dell?armatura di ogni sandwich sono sporgenti dagli elementi di cassero 37 in modo da potersi connettere alle barre sporgenti dei sandwich disposti in posizione contigua.

[00112] Durante la fase e) del metodo si provvedere all?assemblaggio della coppia di pannelli 37 all?armatura 38 attraverso l?uso dei tiranti 40 cos? da formare un assieme unitario 39 con l?elemento di armatura 38 interposto a sandwich tra gli stessi, quest?ultimo inoltre ? bloccato ai pannelli 37 attraverso una pluralit? di distanziali (non illustrati nelle Figure).

[00113] I casseri 37 e le armature 38 utilizzati in un sandwich 39 presentano forme e dimensioni diverse tra loro ma in accordo ad un numero minimo di tipologie in modo da ottenere un valido compromesso tra i) l?ottimizzazione della distribuzione e peso delle armature e ii) la velocizzazione e semplificazione della prefabbricazione e delle prefabbricazioni della costruzione.

[00114] E? prevista inoltre una fase f) di ripetizione delle fasi dalla a) alle e) al fine di assemblare un numero predeterminato di assiemi unitari 39 realizzati mediante i sandwich necessari per la costruzione dell?intera piattaforma 1.

[00115] E? prevista anche la prefabbricazione di piastre di calcestruzzo destinate che costituiscono le facce superiori dei bracci ed alcuni rinforzi; ? inoltre opportuno prevedere la preparazione di giunti di collegamento 41, 42 dei pannelli di cassero 37 affiancati.

[00116] Nella fase g) del metodo ? prevista la realizzazione di una lastra 9 in calcestruzzo armato la cui forma ? in accordo con la forma in pianta della base di supporto 2, questa lastra ? inoltre provvista di una pluralit? di barre in acciaio sporgenti 43.

[00117] In un metodo preferito di costruzione, dopo la realizzazione della lastra di fondo 9 della base 2 viene montato su questa il primo strato di sandwich 39 per la costruzione delle pareti verticali della base 2 e delle parti basse dei corpi verticali 8.

[00118] In particolare, il metodo prevede una fase h) di disposizione degli assiemi unitari sulla lastra 9 in posizione affiancata e con le barre di acciaio 38 sporgenti collegate tra loro e con le barre di acciaio 43 della lastra 9 cos? da definire una forma in pianta corrispondente alle pareti verticali della base di supporto 2.

[00119] E? inoltre prevista una successiva fase i) di collegamento reciproco dei pannelli di cassero 37 disposti in posizione affiancata per eliminare gli spazi fra i pannelli stessi 37 e la lastra di calcestruzzo 9. Il collegamento dei pannelli 37 alla lastra 9 avviene attraverso l?utilizzo dei giunti 44 mentre il collegamento reciproco tra i pannelli 37 avviene attraverso l?utilizzo dei giunti 42.

[00120] Durante la fase j) si effettua la gettata di calcestruzzo all?interno degli assiemi unitari in modo da annegare l?elemento di armatura 38 di ogni sandwich 39.

[00121] Successivamente alle realizzazione delle pareti verticali della base 2 si procede a rimuovere i pannelli 37 utilizzati per realizzare le pareti verticali dei bracci (fase k) ) e poi si passa a costruire le coperture 25 dei bracci 18, 19, 19? e gli irrigidimenti anulari 16 dei corpi verticali 8 mediante elementi in calcestruzzo prefabbricati (fase l) ) ed infine si realizzano gli irrigidimenti di calcestruzzo prefabbricati (fase m) ).

[00122] Nella fase n) ? prevista la realizzazione dei fondi dei corpi verticali mediante l?uso degli irrigidimenti prefabbricati in calcestruzzo.

[00123] A questo punto sar? possibile iniziare a costruire i corpi verticali 8 salendo dalla base 2.

[00124] Si inizier? a montare, sopra i fondi dei corpi verticali 8, i sandwich 39 o insiemi di sandwich 39 pre-assemblati operando in parallelo da quattro postazioni distinte (ognuna corrispondente ad un rispettivo corpo verticale 8).

[00125] E? quindi prevista, nella fase j), l?esecuzione di una gettata di calcestruzzo operando da quattro postazioni diverse.

[00126] Si proceder? cos? via via con gli strati successivi fino al completamento della piattaforma 1; al termine della costruzione si smonteranno i pannelli di cassero 37 procedendo dall?alto verso il basso; mentre al momento programmato si proceder? ad eseguire il tensionamento dei cavi di post tensione.

[00127] Al fine di eseguire quanto sopra descritto il metodo prevende una fase o) di ripetizione delle fasi dalla h) alla j) per realizzare i rimanenti strati di calcestruzzo dei corpi verticali 8.

[00128] Lo spessore del primo strato della piattaforma ? dettato dalla altezza dei bracci che risulta necessaria. Lo spessore degli altri strati ? definito per avere casseri di modesto peso, sandwich facilmente manipolabili con piccole gru, per facilitare la posa in opera del calcestruzzo.

[00129] Infine, ? prevista una fase p) di rimozione dei pannelli di cassero 37 utilizzati per la realizzazione dei copri principali, questa rimozione prevede lo smontaggio dei pannelli procedendo dall?alto verso il basso.

[00130] La presente invenzione ? realizzabile in altre varianti tutte rientranti nell?ambito delle caratteristiche inventive rivendicate e descritte; tali caratteristiche tecniche possono essere sostituite da diversi elementi tecnicamente equivalenti ed i materiali impiegati; le forme e le dimensioni del trovato possono essere qualsiasi purch? compatibili con il suo uso.

[00131] I numeri ed i segni di riferimento inseriti nelle rivendicazioni e nella descrizione hanno il solo scopo di aumentare la chiarezza del testo e non devono essere considerati come elementi che limitano l?interpretazione tecnica degli oggetti o processi identificati dagli stessi.

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Claims (13)

RIVENDICAZIONI

1. Una piattaforma flottante (1) per il supporto di strutture offshore destinate a generare energia elettrica, tale piattaforma comprende:

- una base di supporto portante (2) realizzata in calcestruzzo e definente un asse longitudinale (L), detta base (2) essendo provvista di tre vertici (3, 4, 5) ed un punto intermedio (6) collocato in prossimit? del suo centro geometrico;

- una pluralit? di corpi verticali (8) realizzati in calcestruzzo che si estendono da detta base di supporto (2) in corrispondenza di detti vertici (3, 4, 5) e di detto punto intermedio (6);

in cui un vertice (3) di detta base di supporto portante (2) ? disposto in posizione longitudinalmente avanzata rispetto agli altri due vertici (3, 4);

caratterizzato dal fatto che detta base di supporto portante (2) comprende una coppia di bracci di collegamento principali (18) atti a collegare in maniera diretta il vertice (3) in posizione longitudinalmente avanzata con gli altri due vertici (3, 4) in modo da definire una forma in pianta sostanzialmente a freccia per detta base di supporto (2).

2. Piattaforma flottante secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti bracci di collegamento principali sono disposti lungo rispettive direzioni (X) che si intersecano sostanzialmente in corrispondenza del vertice (3) di detta base (2) disposto in posizione longitudinalmente avanzata e sono angolarmente separate con un angolo (?) non inferiore a 60?.

3. Piattaforma flottante secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che i bracci di collegamento principali (18) presentano una lunghezza (l) sostanzialmente uguale tra loro.

4. Piattaforma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta base di supporto (2) comprende un ulteriore braccio principale (18) atto a collegare i vertici (2, 3) disposti in posizione longitudinalmente arretrata.

5. Piattaforma flottante secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta base di supporto portante (2) comprende bracci di collegamento secondari (19, 19?) atti a collegare detto punto intermedio (6) ad una coppia di corpi verticali (8) posti in corrispondenza di detti vertici (3, 4, 5) e/o a detti bracci di collegamento principali (18).

6. Piattaforma flottante secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti bracci di collegamento principali (18) e/o detti bracci di collegamento secondari (19, 19?) di detta base di supporto portante (2) presentano, rispettivamente, una forma in sezione sostanzialmente quadrata o rettangolare ed una cavit? interna (22), detta cavit? (22) essendo delimitata da due coppie di pareti longitudinali parallele (9, 25; 23, 24).

7. Piattaforma flottante secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti bracci di collegamento principali (18) e/o detti bracci di collegamento secondari (19, 19?) comprendono una pluralit? di pareti trasversali (27) disposte all?interno di detta cavit? (22) in posizione longitudinalmente sfalsata.

8. Piattaforma flottante secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette pareti trasversali (27) presenta un?apertura inferiore (28) atta a consentire il passaggio dell?acqua per il riempimento di detta cavit? (22) ed un?apertura superiore (29) atta a consentire la fuoriuscita dell?aria presente nella cavit? (22) durante il riempimento con acqua di quest?ultima.

9. Piattaforma secondo una a pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti corpi verticali (8) sono internamente cavi e presentano una sezione in pianta sostanzialmente poligonale.

10. Piattaforma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta base di supporto portante (2) presenta un bordo esterno (30) sostanzialmente orizzontale che si estende da almeno una porzione di detti bracci principali (18) e/o di detti bracci secondari (19, 19?) e/o intorno a detti corpi verticali (8).

11. Piattaforma secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto di comprendere uno o pi? dispositivi (31) atti a generare energia elettrica attraverso la conversione dell?energia marina.

12. Piattaforma secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detti uno o pi? dispositivi (31) per la generazione di energia elettrica sono disposti lungo detto bordo esterno (30) di detta base di supporto portante (2).

13. Un metodo per la realizzazione di una piattaforma (1) in calcestruzzo in accordo alle rivendicazioni dalla 1 alla 12, comprendente le seguenti fasi:

a) predisposizione di una pluralit? di pannelli piani di cassero (37); b) predisposizione di armature in acciaio (38) ognuna formata da un intreccio di barre di acciaio, dette armature (38) presentando una coppia di fianchi esterni sostanzialmente paralleli;

c) predisposizione di una pluralit? di tiranti (40);

d) posizionamento di una coppia di pannelli piani (37) all?esterno dei fianchi di una rispettiva di armatura (38), le barre di acciaio dell? armatura (38) essendo sporgenti dai bordi di detti pannelli (37);

e) assemblaggio reciproco di detta coppia di pannelli (37) attraverso detti tiranti (40) in modo da formare un assieme unitario (39) con l?armatura (38) interposta sostanzialmente a sandwich tra gli stessi e bloccata tra i pannelli (37) attraverso una pluralit? di distanziali;

f) ripetizione dei punti dalla a) alla e) in modo da ottenere un numero predeterminato di assiemi unitari (39);

g) realizzazione di una lastra (9) di base in calcestruzzo in accordo alla forma in pianta di detta base (2), detta lastra (9) essendo provvista di barre di acciaio sporgenti (43);

h) disposizione di detti assiemi unitari (39) su detta lastra (9) in posizione affiancata e con le rispettive barre di acciaio sporgenti dell?armatura (38) sporgenti connesse, rispettivamente, tra loro e con le barre di acciaio (43) della lastra (9) per definire una forma in pianta corrispondente a quella della base di supporto (2) e dei bracci (18, 19, 19?);

i) collegamento reciproco dei pannelli di cassero (37) degli assiemi (39) disposti in posizione affiancata in modo da eliminare gli spazi presenti tra i pannelli (37) e la lastra base (9) di calcestruzzo;

j) gettata di calcestruzzo all?interno di detti assiemi unitari (39) in modo da annegare l?armatura (38);

k) rimozione dei pannelli di cassero (37) utilizzati nella realizzazione delle pareti verticali dei bracci (18, 19, 19?) della base di supporto (2);

l) realizzazione della copertura (25) dei bracci di collegamento (18, 19, 19?) m) realizzazione di irrigidimenti (16) di calcestruzzo prefabbricati; n) realizzazione dei fondi dei corpi verticali (8) mediante l?utilizzo di detti irrigidimenti prefabbricati (16) di calcestruzzo

o) ripetizione delle fasi dalla h) alla j) per realizzare i rimanenti strati di calcestruzzo atti a realizzare i corpi verticali (8), detta fase j) prevedendo la gettata di calcestruzzo da quattro punti diversi ognuno dei quali ? posto in corrispondenza del rispettivo corpo verticale (8).

p) rimozione di detti pannelli di cassero (37) utilizzati per la realizzazione dei corpi principali (8), detta rimozione essendo effettuata procedendo dall?alto verso il basso.