IL GENERATORE EOLICO=AEROGENERATORE


Il primo prototipo di aerogeneratore fu installato in Italia nel 1989 ad Alta Nurra in Sardegna, dove è stata condotta una campagna sperimentale.

Esistono vari tipi di aerogeneratori in relazione alla forma ed alla dimensione

In relazione alla tipologia del rotore si distinguono:

GENERATORE EOLICO AD ASSE VERTICALE (VAWT= Vertical Axis Wind Turbines)

L’asse del rotore è perpendicolare alla direzione del vento. Questo tipo di generatore ha il vantaggio di essere poco rumoroso e, al contrario di quello orizzontale, la direzione del vento non influisce sul suo rendimento e può essere utilizzato anche quando il vento è molto forte, ma ha un rendimento inferiore del 30% circa rispetto a quello orizzontale.


GENERATORE EOLICO AD ASSE ORIZZONTALE
(HAWT= Horizontal Axis Wind Turbines)


L’asse del rotore è parallelo alla direzione del vento. Questo tipo di generatori sono quelli più utilizzati ed hanno una efficienza maggiore di quelli ad asse verticale, però sono più rumorosi. Questi generatori sono dotati di un sistema per posizionare l’asse di rotazione parallelo alla direzione del vento. Nei grandi impianti questo sistema è motorizzato, mentre per i piccoli impianti avviene in modo naturale con la stessa azione del vento. Quando il vento è troppo forte, questi generatori sono dotati di un sistema frenante che blocca la macchina per ragioni di sicurezza, e quando il vento è troppo debole l’impianto non riesce a partire.







In relazione alla potenza elettrica che sono in grado di generare, che dipende dalla taglia del rotore, cioè dalla dimensione delle pale, si distinguono:

  • Impianti eolici , con diametri delle pale di decine di metri e potenze da 200 KW a qualche Megawatt

  • Impianti mini eolici: con diametro delle pale di qualche metro, altezza del palo inferiore ai trenta metri e potenze fino a fino a 20 kW di potenza, anche se la normativa in vigore permette di considerare tali anche impianti con potenze fino a 200 kW.

  • impianti micro-eolici tutti i sistemi in grado di trasformare l’energia cinetica generata dal vento in energia elettrica o meccanica, fino ad una potenza massima di 5 kW, usati soprattutto per utenze domestiche

Un insieme di aerogeneratori collegati costituiscono le cosiddette wind-farm (fattorie del vento) dove di norma i generatoti eolici vengono posti ad una distanza di almeno cinque-dieci volte il diametro delle pale. Le wind-farm costruite in mare costituiscono impianti off-shore.

COMPONENTI

  • ROTORE (parte meccanica)

Costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale

Può essere Monopala, con contrappeso, bipala, tripala (costo più elevato ma con migliori rendimenti e silenziosità). Ci sono anche rotori con numerose pale, di solito 24, che vengono impiegate per il funzionamento diretto di macchine, come le pompe. Esistono dei rotori con pale “mobili”: variando l’inclinazione delle pale al variare della velocità del vento, mantengono costante la quantità di energia elettrica prodotta.

Le pale più utilizzate sono in fibra di vetro e dalla loro dimensione, forma ed inclinazione dipende l’area spazzata. La potenza generata da un aerogeneratore dipende soprattutto dall’area spazzata dal rotore e dal cubo della velocità del vento. Gran parte delle turbine generano la massima potenza(rated power) ad una prefissata velocità del vento (reted wind speed) che viene scelta in base alla velocità anemologica locale.

  • SISTEMA FRENANTE

È composto da 2 sistemi: un sistema di frenaggio aerodinamico per controllare la potenza e per frenare in caso di eccessiva velocità del vento, ed un sistema meccanico per arrestare il rotore ed usato come freno di stazionamento.

  • MOLTIPLICATORE DI GIRI: trasforma la rotazione lenta delle pale in rotazione più veloce in modo da far funzionare il generatore di elettricità

  • IL GENERATORE (parte elettromeccanica) trasforma l’energias meccanica in energia elettrica. La potenza del generatore viene indicata in KW

  • SISTEMA DI CONTROLLO

Gestisce il lavoro dell’aerogeneratore ed avvia il dispositivo di sicurezza per bloccare il funzionamento dell’impianto in caso di eccessiva velocità del vento o in caso di malfunzionamento.

  • LA NAVICELLA ( O GONDOLA)

La navicella, posizionata sulla cima della torre, è una specie di cabina dove sono contenuti i componenti: l’albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l’albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari. All’estremità è fissato il rotore. Per assicurare l’allineamento tra l’asse del rotore e la direzione del vento e quindi avere il massimo rendimento, la navicella può girare di 180 sul proprio asse: nei piccoli aerogeneratori per mezzo di una pinna direzionale, nei grandi sistemi per mezzo di un servomeccanismo, detto sistema di imbardata, composto da un sensore (la banderuola), che rileva lo scostamento dell’asse rispetto la direzione del vento ed aziona un motore che riallinea la navicella.

  • TORRE

La torre sostiene la navicella ed il rotore . Può essere a forma di palo o traliccio, costruita in legno, cemento, acciaio, ecc. La torre deve essere ancorata al terreno con fondamenta od ancoraggi per resistere alle oscillazioni ed alla pressione del vento.

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