Supporti prefabbricati in calcestruzzo per un grande impianto fotovoltaico, a Noor III, Ouarzazate, Marocco

Gli elementi strutturali oggetto della memoria, fanno parte del progetto denominato Masen-NOORoIII 150 MW Tower CSP PLANT, sito in Ouarzazate, Marocco.

L’ impianto fa parte di un esteso programma di sviluppo finalizzato alla produzione di energia elettrica solare che il Marocco ha affidato alla società Moroccan Agency For Solar Energy “MASEN”, con l’ obiettivo di raggiungere una capacità produttiva complessiva di 2000 MW entro il 2020.

La memoria si riferisce allo studio di elementi strutturali prefabbricati in calcestruzzo armato e precompresso con sezione anulare con diametro esterno di 70, ognuno dei quali sostiene un eliostato collocato in sommità.

Sono elementi monolitici verticali di lunghezza media di 900 cm di cui una parte interrata per realizzare il vincolo di incastro alla base. L’impianto prevede la posa di 7400 monoliti e relativi eliostati capace di produrre 150 MW.

1 NOOR SOLAR PROJECT

1.1 Introduzione

Il Noor Solar Project rappresenta un esteso pro-gramma di sviluppo finalizzato alla produzione di energia elettrica dal sole in Marocco.

L’impianto per la produzione di energia elettrica è ubicato nella regione di Draâ – Tafilalet, in Maroc-co, in un’area a circa 10 km dalla città di Ouarzazate, nella zona rurale di Ghessat, Figure 1.

L’intero Solar Project comprende la realizzazione di tre impianti termosolari ed un impianto fotovoltaico. Gli impianti termosolari sono in grado di immagazzinare l’energia solare sotto forma di sali fusi, permettendo la produzione di elettricità anche nelle ore notturne.

La stima dei costi previsti per l’intervento è di 9 bilioni di dollari.

1.2 Gli impianti

Il primo impianto, Noor I, utilizza la tecnologia SE-NERtrough® cylindrical parabolic troughs, Noor II utilizzerà SENERtrough®-2 parabolic trough collec-tors e Noor III farà uso della tecnologia SENER con-centrating solar power project, Figure 2. Noor IV è stato pensato come impianto solare fotovoltaico.

Il sistema Noor I, avviato nel Dicembre 2015, immagazzina energia per un tempo massimo pari a tre ore; negli impianti Noor II e Noor III, che avranno inizio rispettivamente nel 2017 e 2018, la capacità di stoccaggio di Sali fusi raggiungerà le sette ore. L’intero intervento interesserà un’area di circa 2500 ettari, Figure 3.

Noor I utilizza un sistema di raffreddamento a freddo e l’acqua necessaria sarà prelevata dalla vicina diga di Mansour Eddahbi dam, a circa 12 km dal sito, con la possibilità di immagazzinare acqua per una capacità massima di 300,000 mc.

L’energia prodotta sarà convogliata nella centrale di Ouarzazate 225/60 KV, situata nei pressi dell’impianto.

1.3 Obiettivo dell'impianto

Il Marocco si è posto l’obiettivo di realizzare entro il 2020 una serie di impianti termosolari per arrivare a produrre circa il 50% del proprio fabbisogno di energia elettrica da fonti rinnovabili, con la possibilità di esportare l’elettricità anche in altri paesi.

Il progetto rappresenta un investimento di grande scala atto a trasformare un terreno desertico nella più grande centrale solare mai realizzata.

L’utilizzo di specchi al posto dei tradizionali pannelli fotovoltaici, pur comportando costi superiori, permette un funzionamento no stop dell’impianto e una produzione di energia anche nelle ore notturne.

Al termine della loro realizzazione i quattro impianti di Ouarzazate ricopriranno uno spazio pari all’estensione della Capitale del Marocco, Rabat, e genereranno 580 MW di energia, sufficiente a rifornire un milione di abitazioni.

Noor I è progettato per produrre da 125 MW a 160 MW di energia e consente una diminuzione delle emissioni di CO2 pari a 240,000 t per anno, gene-rando 1000 posti di lavoro temporanei e 60 fissi durante le fasi di costruzione e di mantenimento.

Noor II e III saranno in grado di produrre rispetti-vamente 200 MW e 150 MW di energia e consentiranno una diminuzione nelle emissioni di CO2 pari a 533,000 t annue.

1.4 Descrizione e geometria

Gli elementi strutturali oggetto di studio fanno parte del progetto denominato Masen NOORIII Tower CSP PLANT che costituisce la terza fase di realizzazione del complesso. In particolare, si tratta di 7400 elementi lineari monolitici prefabbricati in calcestruzzo armato e precompresso, utilizzati a sostegno degli eliostati per l’impianto solare termoelettrico di Ouarzazate e capaci di produrre 150 MW di energia.

In Figure 4 si vedono gli elementi prefabbricati nella fase di realizzazione dell’impianto, ancora in attesa di essere completati con il collocamento sulla loro sommità degli specchi.

Gli elementi monolitici sono posati verticalmente, una parte dell’elemento viene interrata per realizzare l’incastro della struttura al terreno e una parte esterna ha il compito di sostenere gli specchi solari.

Inoltre, in sommità gli elementi presentano dei ringrossi atti a contenere gli inserti per il fissaggio del meccanismo di movimento degli specchi e per permettere agli stessi un moto di rotazione e di alli-neamento alla torre centrale, Figure 5.

L’elemento strutturale prefabbricato in calcestruzzo presenta una sezione anulare con diametro esterno di 70 cm ed è progettato per sostenere un eliostato di 180 mq di superficie collocato in sommità a 5.75 m dal suolo. La lunghezza media dell’elemento è 900 cm e comprende una porzione interrata di lunghezza variabile che realizza l’incastro alla base, come schematizzato in Figure 6.

Si è reso necessario l’impiego della precompressione, mediante l’utilizzo di trefoli da ½’’ posti in tensione nella fase di realizzazione dell’elemento. Questa tecnologia ha permesso da un lato di contenere le dimensioni della sezione e dell’altro di rispondere ai requisiti strutturali richiesti dal progetto.

Le azioni di progetto sono principalmente dovute all’azione del vento e sismiche che generano sul monolite sollecitazioni flessionali, torcenti e di taglio.

Le azioni di progetto dovute al vento sono state ricavate da valori ottenuti con strumenti collocati nel sito di ubicazione dell’impianto e in opportuni e più significativi punti.

Le particolari caratteristiche meccaniche del terreno, suddiviso in tipo UG1 e UG2, riportate in Ta-ble 3, hanno permesso di realizzare un adeguato vin-colo di incastro dell’elemento, Figure 6, già con profondità di innsesto comprese tra i 3 e i 3,5m.

Il diametro del foro eseguito nel terreno, variabile tra i 110 e i 130 cm, è ottenuto con una trivella e, dopo l’inserimento dell’elemento prefabbricato, vie-ne riempito con calcestruzzo che a maturazione avvenuta, è in grado di trasferire gli sforzi derivati dal monolite al terreno.

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