Application of a hydrokinetic turbine along the Misa River (Senigallia, Italy): a numerical investigation

This thesis is devoted to the assessment of the potential power production of a hydrokinetic turbine, object of study in the Hydraulics laboratory of UNIVPM in the recent years. The turbine is supposed to be applied along the final stretch of the Misa River, on the basis of the results coming from the hydraulic modelling performed through the use of the HEC-RAS software. Firstly, a preliminary statistical analysis of the available hydrometric data (collected by the Civil Protection of the Marche Region) has been performed in order to select the typical year, for which the data have been extracted with the aim to build up the model. Afterwards, the model has been calibrated, acting mostly on input parameters, such as Manning coefficients and boundary conditions. Finally, the results of the simulated year, such as channel velocity and river stage along the whole river stretch, have been used to choose possible locations and configurations of hydrokinetic Archimedes screw turbines, in order to perform an energy production assessment.

Questa tesi è dedicata alla stima della possibile produzione di energia di una turbina idro-cinetica, già oggetto di studio nel laboratorio di Idraulica e Costruzioni Marittime dell’UNIVPM. Si è ipotizzato di applicare la turbina lungo la parte finale del fiume Misa, sulla base dei risultati provenienti dalla modellazione idraulica realizzata mediante il software HEC-RAS. Inizialmente, è stata fatta un’analisi statistica preliminare dei dati idrometrici (raccolti dalla Protezione Civile della Regione Marche), in modo da poter selezionare l’anno tipico, per il quale sono stati estratti i dati necessari alla costruzione del modello numerico. Successivamente, il modello è stato calibrato, agendo su diversi parametri di input, come i coefficienti di Manning e le condizioni al contorno. Dopo la modellazione, i risultati di tutto l’anno simulato, come la velocità del flusso e il livello idrometrico di tutto l’arco di fiume studiato, sono stati utilizzati per scegliere alcuni possibili luoghi di installazione e relative configurazioni di un sistema di turbine idrocinetiche a vite di Archimede, così da valutarne la produzione di energia.