Στοχαστική διερεύνηση επίδρασης υπεράκτιων αιολικών πάρκων στους επιφανειακούς κυματισμούς

Τις τελευταίες δεκαετίες, ολοένα και αυξανόμενο είναι το ενδιαφέρον του τεχνικού και όχι μόνο κόσμου για την αξιοποίηση της ωκεάνιας ‘’πράσινης’’ ενέργειας και την κατασκευή υπεράκτιων έργων. Στο ανωτέρω πλαίσιο η περιγραφή και ανάλυση του κυματικού πεδίου μιας περιοχής αποτελεί αναγκαία παράμετρο για τον σχεδιασμό των ανωτέρω έργων. Για την περιγραφή της συμπεριφοράς των κυματισμών, σε μια περιοχή ενδιαφέροντος, είναι συνήθης η συνδυαστική χρήση δορυφορικών δεδομένων και δεδομένων πεδίου (πλωτήρων και υπεράκτιων μετεωρολογικών σταθμών). Ωστόσο, σημαντική είναι και η επίδραση του ανέμου, καθώς οι ανεμογενείς κυματισμοί κυριαρχούν έναντι των υπολοίπων. Επισημαίνεται ότι η ανάλυση της συμπεριφοράς των κυματισμών αποτελεί κρίσιμη παράμετρο για την κατασκευή αλλά και την λειτουργία των υπεράκτιων κατασκευών. Συγκεκριμένα το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αποτελεί η μελέτη της επίδρασης της κατασκευής ενός εν ενεργεία υπεράκτιου αιολικού πάρκου στην συμπεριφορά των επιφανειακών κυματισμών της περιοχής μελέτης, του ανέμου και η εισαγωγή μιας στοχαστικής διάστασης στην ευρύτερη ανάλυση. Η περιοχή που επιλέχθηκε βρίσκεται ανατολικά του Λονδίνου και αφορά το αιολικό πάρκο London Array. Τα χωρικά δεδομένα περιλαμβάνουν μια ευρύτερη περιοχή που περικλείει το θαλάσσιο πάρκο, ενώ οι βασικές μεταβλητές είναι το ύψος κύματος (Hs), η περίοδος των κυματισμών (Tp) και η ταχύτητα ανέμου (V). Αναφορικά με την επεξεργασία των δεδομένων, υπολογίζονται τα στατιστικά χαρακτηριστικά των μεταβλητών και μορφώνονται χάρτες μεταβολής αυτών. Ακόμη, διερευνάται η ενδεχόμενη μεταβολή της περιοδικότητας των βασικών μεταβλητών. Έπειτα, γίνεται χρήση του μονοδιάστατου και δισδιάστατου ή χωρικού κλιμακογράμματος (η διασπορά συναρτήσει της κλίμακας μεγέθους) με στόχο την πληρέστερη περιγραφή του φαινομένου. Τέλος, παράγεται συνθετική χρονοσειρά ταχύτητας ανέμου, με στόχο την αντιπαραβολή στοχαστικών και ντετερμινιστικών δεδομένων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν συσχετίστηκαν και είναι σε συμφωνία με την υπάρχουσα βιβλιογραφία, παρουσιάζοντας ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Η απομείωση του ύψους κύματος και της ταχύτητας ανέμου είναι της ίδια τάξης μεγέθους, ενώ οι μεταβλητές διέπονται από την δυναμική Hurst-Kolmogorov τόσο σε χρονική αλλά και χωρική κλίμακα. Η επίδραση της κατασκευής του έργου είναι αμελητέα και η κλιματική μεταβολή εντονότερη της τοπικής. Τα εξαγόμενα συμπεράσματα είναι σημαντικά για την αξιολόγηση της αποδοτικότητας τέτοιων έργων αλλά και των επικείμενων περιβαλλοντικών επιπτώσεων.