mercoledì, 25 Novembre, 2020

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La turbina eolica senza pale è il futuro: Vortex Bladeless

La turbina eolica senza pale sfrutta il fenomeno della risonanza per la produzione di energia elettrica. Il futuro dell'eolico con minore impatto ambientale

Articolo a cura di Stefano ROTELLA

Il Vortex Bladeless utilizza un modo alternativo per ricavare energia elettrica dal vento. Al contrario delle turbine eoliche, che si alimentano tramite l’energia cinetica del vento, le Vortex Bladeless sfruttano la scia dei vortici di Von Kármán e la risonanza.

Questa tecnologia non è definibile come turbina, in quanto non è in rotazione. Invece, viene definita come generatore oscillante a vento: turbina eolica senza pale, appunto.

Uno degli aspetti più peculiari di questa innovazione è che il processo si alimenta usando i vortici di Von Kármán. Questi ultimi rappresentano degli aspetti negativi che cercano di venir evitati o limitati durante la fase di progettazione in alcuni settori. Fra gli incidenti causati da questo fenomeno si ricorda il crollo del ponte di Tacoma.

Funzionamento della turbina eolica senza pale

La struttura del generatore è di forma cilindrica e si sviluppa verticalmente. Esternamente appare composto da due parti che chiameremo la base e l’albero oscillante.

Le due parti del generatore oscillante sono connesse fra loro attraverso una barra elastica, che viene progettata appositamente per resistere sia a flessione che a stress.

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Il vento che attraversa l’albero oscillante della turbina eolica senza pale crea dei vortici. Questi ultimi esercitano delle forze con una certa frequenza sull’albero stesso. Quando la frequenza delle forze eguaglia la frequenza naturale dell’albero oscillante, la risonanza si verifica e l’albero inizierà ad oscillare.

Un problema che si presenta è riuscire ad aumentare il numero delle ore di funzionamento. Infatti, causa velocità del vento, tale valore è aleatorio. Il problema viene risolto rendendo variabile anche la frequenza di risonanza del generatore. Precisamente, introducendo all’interno due magneti concentrici coassiali, essi fungono da ammortizzatore omnidirezionale, aumentando le ore di funzionamento della turbina eolica senza pale.

Infine il movimento oscillatorio è convertito in energia elettrica attraverso un alternatore.

Confronto

Questa tecnologia potrebbe pian piano prendere piede ed iniziare a sostituire le esistenti turbine eoliche per una serie di motivi.

  • Il vantaggio più evidente è un impatto visivo minore. Difatti, avendo altezze di 3-4 metri non creano problemi importanti dal punto di vista paesaggistico.
  • Un secondo aspetto, riguardante l’aspetto economico, è che, non avendo ingranaggi o parti in movimento a contatto, non richiede lubrificanti. Implicando una riduzione dei costi e sulle ore di manutenzione.
  • Infine, l’assenza delle pale riduce l’impatto sulla fauna. In particolare, il rischio maggiore della tecnologia eolica convenzionale è l’impatto di uccelli o pipistrelli sulle pale stesse.
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Da un rapido confronto a livello di efficienza delle due tecnologie emerge che:

  • le turbine eoliche tradizionali hanno un valore di rendimento netto maggiore,
  • tuttavia, a parità di superficie, si riesce a ricavare maggiore energia da un campo di Vortex Bladeless, poiché queste ultime riescono a venir installate ad una distanza minore.

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