a causa della differenza di pressione
tra ‘dorso’ e ‘ventre’, genera una forza,
nota come portanza. Con un’opportu-
na scelta del profilo, del suo angolo di
calettamento (incidenza alare) e della
geometria della pala nel suo sviluppo
tridimensionale, è possibile sfruttare la
portanza per generare una elevata cop-
piadirotazioneall’assedellaturbinasino
araggiungerei5kWdipotenzanominale
con12m/sdivento.PerlaSavoniusèsta-
to studiato un profilo che garantisce un
‘cut in’ per venti di 2,5m/s a scapito delle
prestazioni a più alte velocità del vento
e di rotazione, limitando però in questo
modo le dimensioni e mantenendo una
forma ‘snella’ con rapporto diametro/
altezza pari a ½. Per la Darrieus, il com-
plessoprogettoaerodinamico,condotto
con l’ausilio dei più sofisticati strumenti
computerizzati, ha richiesto svariati cicli
di ottimizzazione sui profili. Con analisi
in parallelo condotte su diversi PC con-
nessi tra loro si è creata una galleria
del vento virtuale in grado di simulare
il comportamento reale dell’intera parte
rotante. Il risultato finale è stato un ro-
tore capace di sviluppare potenze con
rendimenti che classificano la turbina
della WindUp tra gli aerogeneratori più
performanti ed efficienti presenti sul
mercato mondiale.
Componenti essenziali
Lastrutturadella turbinaèmoltosempli-
ce, sotto gli aspetti della componentisti-
ca,dellelavorazioniedell’assemblaggio.
Minor numero di componenti significa
infatti minori costi ma anche minore
manutenzione, e soprattutto minor pe-
so, attriti e inerzia che permettono una
grossa reattività e sensibilità anche alle
correnti più leggere. Gli unici organi
meccanici in movimento sono infatti i
cuscinetti di supporto dell’albero della
turbina.
A tale fine, in fase di progettazione,
lo staff tecnico di ingegneri ISB, gra-
zie al know-how acquisito in ambito di
‘application engineering’, ha dato un
fondamentale supporto nella scelta dei
cuscinetti da impiegare, permettendo
così di massimizzare la scorrevolezza
di rotazione. La turbina monta dunque
un kit completo di cuscinetti volventi
ISB, con gabbie idonee all’applicazione
che garantiscono la sicurezza strutturale
sotto l’azione dei forti carichi aerodina-
mici. Tutta la struttura di supporto (a
esclusione dell’albero del generatore)
e la totalità della parte aerodinamica
è realizzata in leghe di alluminio par-
ticolarmente resistenti che le rendono
simili per prestazioni all’acciaio con tutti
i vantaggi di quelmateriale: estrema leg-
gerezza,facilitàdilavorazione,resistenza
alla corrosione ma soprattutto elevata
reperibilità e riciclabilità con caratteri-
stiche uniche di ‘life cycle design’. Gli
elementi in alluminio così come tutti i
componenti della turbina sono oppor-
tunamente trattati superficialmente con
protezioni anti-corrosive e anti-erosive
specifiche per l’installazione in ambienti
marini o desertici. Il dimensionamento
della parte strutturale è stato anch’esso
effettuato con i più moderni software di
modellazione 3D e di analisi a elemen-
ti finiti: partendo dai carichi risultanti
dalle analisi aerodinamiche si è potuto
analizzare le condizioni di stress e di
deformazione di ciascun componente
in modo da valutarne la sicurezza del
layout attraverso verifiche in condizioni
statiche, dinamiche e a fatica, al fine di
garantire una vita utile di 20 anni.
La turbina
monta un
kit completo
di cuscinetti
volventi ISB,
con gabbie che
garantiscono
la sicurezza
strutturale
sotto l’azione
dei forti carichi
aerodinamici.
MECCANICA
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progettare 376
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NOVEMBRE
/
DICEMBRE
2013
La turbina della WindUp è considerata tra gli aerogeneratori più performanti ed efficienti presenti sul
mercato mondiale.
