Vento e sole. Il futuro è già realtà

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Le innovative applicazioni nell’eolico e nel fotovoltaico fanno di Varvel un’impresa all’avanguardia nella ricerca e nella progettazione di soluzioni dall’alto contenuto tecnologico. L’azienda è specializzata nella progettazione, realizzazione e commercializzazione di motoriduttori, riduttori e variatori meccanici di velocità

Le energie alternative e la riduzione dell’impatto ambientale sono tra i punti cardine della filosofia che contraddistingue Varvel. L’azienda dal 1955 è specializzata nella progettazione, realizzazione e commercializzazione di motoriduttori, riduttori e variatori meccanici di velocità. Un’ impresa socialmente responsabile ed eccellenza del made in Italy, dal 2000 Varvel ha introdotto il ‘Sistema Ambientale’, certificato dal 2001 secondo la norma UNI EN ISO 14001. Simili attenzioni si traducono anche nello sviluppo di innovative applicazioni dall’alto contenuto tecnologico nel campo delle energie rinnovabili.

Il settore eolico

Nel settore eolico, in collaborazione con i principali costruttori di riduttori epicicloidali di potenza, Varvel ha una consolidata esperienza nella progettazione e costruzione di riduttori a vite senza fine speciali che, utilizzati come primo stadio dei riduttori epicicloidali, permettono la rotazione azimutale del sistema YAW di torri multimegawatt. Il processo di progettazione viene svolto interamente all’interno dell’azienda dall’area ricerca e sviluppo, partendo dalle specifiche di prodotto del cliente finale, mediante l’utilizzo dei più moderni software di calcolo e modellazione ingranaggi.

A tale processo segue la fondamentale fase di sviluppo prototipale dei riduttori, mediante una serie di test, eseguiti ed omologati sulla base delle esigenze espresse dalla committenza. Tali verifiche sono effettuate nella sala prove Varvel, dotata delle attrezzature necessarie per operare in totale sicurezza e in maniera continuativa, così da comprimere i tempi di esecuzione dei prototipi, riducendo conseguentemente il time to market dei nuovi prodotti. E’ durante tale fase che vengono verificati e validati tutti i parametri richiesti dalle specifiche di progetto del richiedente, ottimizzando le prestazioni dei riduttori ed eliminando gli eventuali difetti di gioventù del prodotto.

Tale fase viene seguita dalla produzione della prima serie di riduttori industrializzati, realizzata secondo le metodologie lean production che Varvel adotta ormai da alcuni anni e che permettono risultati con standard qualitativi ottimali sia per quanto riguarda il processo che per il prodotto. Tali riduttori vengono quindi inviati al cliente finale che li testa secondo le specifiche interne e li utilizza per realizzare dei campi eolici pilota, in generale ubicati in regioni strategiche per vicinanza e condizioni ambientali. Segue poi, per un periodo di tempo sufficiente a validare la soluzione proposta, una fase di monitoraggio.

Si dimostra pertanto fondamentale, per lo sviluppo di tali prodotti, il rapporto di partnership tra produttore e cliente, in questo caso il costruttore della torre eolica, al fine di ottimizzare la soluzione alle performance richieste e di garantire grande affidabilità per l’intera vita del parco eolico.

Vite senza fine e limitatore di coppia

Negli ultimi anni, sempre per il settore eolico, è stato inoltre sviluppato un riduttore a vite senza fine con un dispositivo di sicurezza integrato al suo interno, ossia un limitatore di coppia che permette di salvaguardare il sistema di rotazione della navetta della turbina, anche in caso di forti turbolenze o raffiche di vento. I parchi eolici sorgono infatti in zone soggette a forti condizioni di ventilazione, sia in campo on-shore che off-shore, a cui si associa talvolta anche una forte variabilità della direzione del vento. Una simile ubicazione richiede, al fine di ottimizzare l’energia prodotta dalla turbina, di orientare abbastanza frequentemente la navetta, attraverso manovre durante le quali si possono verificare delle situazioni critiche, come urti e forti sovraccarichi strutturali. E’ proprio grazie al dispositivo limitatore di coppia che è possibile gestire tali problematiche, proteggendo dal danneggiamento importanti organi della struttura di rotazione ed orientamento della turbina eolica. E’ inoltre di fondamentale importanza che il campo di regolazione della coppia di slittamento sia il minore possibile, mantenendosi stabile in un ampio campo di variazione delle condizioni climatiche e durante l’arco di vita della torre eolica.

Varvel, contemporaneamente al progetto riduttore, ha sviluppato in collaborazione con fornitori specializzati, delle attrezzature di rodaggio del limitatore di coppia e di verifica della coppia di slittamento nelle condizioni nominali di funzionamento.

Ogni gruppo limitatore di coppia viene rodato e testato, annotandone i risultati; successivamente il limitatore viene inserito all’interno del riduttore a vite senza fine, completando il gruppo. Una stazione automatica di fine linea prevede il collaudo finale di accettabilità del riduttore, in cui vengono registrati i valori del limitatore di coppia e di slittamento del riduttore in entrambi i sensi di rotazione, al fine di garantire la performance di ogni singolo riduttore secondo le ristrette specifiche richieste dal cliente finale.

Il settore fotovoltaico

Un’interessante applicazione è stata sviluppata anche nel campo fotovoltaico. Gli impianti fotovoltaici tradizionali sono realizzati mediante pannelli collocati in posizione fissa rispetto all’irraggiamento solare, come nel caso delle classiche installazioni sui tetti dei capannoni industriali o in terreni agricoli ben soleggiati. Al fine di aumentare il rendimento di tali impianti, negli ultimi anni si è lavorato sia sui materiali costituenti i pannelli sia sull’inseguimento solare, tecnologia in grado di migliorare notevolmente la produzione di energia elettrica dei pannelli fotovoltaici.

Varvel è presente in tale ambito con una serie di riduttori a vite senza fine che permettono l’inseguimento solare sia ad asse singolo, ossia quando la rotazione avviene solo sull’asse orizzontale, sia a doppio asse, ovvero con una rotazione che avviene contemporaneamente sia in asse orizzontale che verticale, posizionando i pannelli fotovoltaici in modo sempre frontale rispetto all’irraggiamento solare. Per comprendere il vantaggio di tale applicazione, basta considerare che il rendimento di un pannello fotovoltaico fisso varia, nell’arco della giornata, da un valore zero all’alba, fino ad un picco massimo, generalmente verso mezzogiorno, per poi ridiscendere a zero al tramonto, secondo una classica curva gaussiana. Mediante l’applicazione di riduttori a vite senza fine si possono ottenere, invece, inseguitori solari a due assi, in ‘gergo green’ denominati ‘girasoli’, che permettono al pannello fotovoltaico di raggiungere già due ore dopo l’alba la potenza massima erogata, poi mantenuta per tutte le ore di irraggiamento solare, fino a circa due ore prima del tramonto.

Dati statistici permettono di affermare che gli inseguitori solari a un asse di rotazione garantiscono un rendimento superiore fino al 30% rispetto agli impianti fissi di pari potenza, mentre con gli inseguitori a due assi l’incremento della potenza erogata è pari al 45% di aumento rispetto all’impianto tradizionale. Ad accrescere il valore del prodotto contribuisce il fatto che i riduttori Varvel per le applicazioni fotovoltaiche, in funzione della realizzazione impiantistica, possono essere realizzati anche con grado di protezione IP66 e certificati da laboratori specializzati, al fine di resistere agli agenti atmosferici il più a lungo possibile nel tempo.

Giampaolo Giacomozzi

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