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SOFTWARE
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progettare
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NOVEMBRE
/
DICEMBRE
2016
La sfida più ardua per chi studia il
comportamento delle turbine eoliche
è legata alla natura stocastica dell’e-
nergia che le aziona o, in termini più
semplici, alla casualità del vento. È
raro imbattersi in venti con profili cor-
rispondenti ai numerosi esempi di ca-
rico applicati in progettazione e, anche
se capita, è praticamente impossibile
che la stessa situazione si ripeta una
seconda volta. Per questo motivo gli
ingegneri costruiscono banchi prove
per applicare carichi controllabili e ri-
petibili ai vari componenti della turbina.
I sistemi di conversione del vento in
energia assumono dimensioni sempre
più grandi e si stanno diffondendo
progressivamente nella produzione di
energia su larga scala. Tuttavia, se le
turbinediventanosemprepiùgrandi, lo
stesso devono fare i banchi prove, oggi
più voluminosi e complessi che mai,
trasformatisi in veri e propri impianti
dinamici.
L’impianto delle prove
Uno di questi impianti, chiamato Wind
Turbine Drivetrain Testing Facility
(Wtdtf), si trovanella cittàdi NorthChar-
leston, presso il South Carolina Electric
& Gas (SCE & G) Energy Innovation
Center (EIC) della Clemson University.
Il Wtdtf ospita due banchi prove di-
namometrici per turbine eoliche, con
potenze da 7,5 e 15 MW. Questi banchi
sono progettati per far ruotare gondole
di dimensioni reali applicando carichi
senzamomento torcente (spinta, carico
verticale, sforzo di taglio, beccheggio e
imbardata). Inoltre, il centro Duke Ener-
gy eGrid (electric Grid research innova-
tion anddevelopment) situatopresso lo
stesso EIC può caricare elettricamente
le gondole con un simulatore di rete
elettrica. Gli impianti dell’EIC consento-
no il collaudo di impianti eolici a terra
e offshore, oltre a offrire opportunità di
ricerca e sviluppo per gli studenti della
facoltà di Clemson e di altre universi-
tà partner. Questi sistemi sono però
molto costosi da gestire e richiedono
competenze elevateper garantirne l’im-
piego sicuro: un contesto poco adatto
a studenti di ingegneria o altre figure
prive di esperienza. Per risolvere questa
situazione, la Clemson University sta
costruendo un laboratorio per la simu-
lazionemulticorpo delle prove sulle tur-
bineeolicheintemporeale,comestadio
intermedio fra l’analisi pura basata su
strumenti di simulazione e il collaudo
fisico. Il laboratorio è costituito da due
apparecchiature principali. La prima è
un duplicato del computer di controllo
del test realizzato da Renk test systems.
Il secondoèuncomputerdi simulazione
in tempo reale di Concurrent real-time,
che svolge le funzioni di interfaccia
uomo-macchina per il sistema di pro-
va; è qui che l’ingegnere collaudatore
La risposta
è nel vento
ClemsonUniversitydoveva
allestireun laboratorioper
simulazioni intemporeale
nel qualestudenti ealtri
utenti nonesperti potessero
studiare il comportamentodi
grandi turbineeoliche inun
ambientecontrollatoeripetibile.
L’universitàhaadottato il
softwareSimpackdellasuite
SimuliadiDassaultSystèmes
ATTILIO ALESSANDRI