Com’è fatta una turbina eolica?

Com’è fatta una turbina eolica?

Le turbine eoliche sono diventate un simbolo della nostra epoca e si sono diffuse nel nuovo millennio per questioni economiche ed ecocompatibili. L’energia eolica di fatto è un’energia rinnovabile che ha un impatto zero sull’ambiente circostante e non richiede lo sfruttamento di ulteriori risorse naturali. L’energia eolica si trasforma in energia elettrica con due processi, tramite determinati componenti. Nella prima fase le lame che compongono il rotore trasformano l’energia cinetica in energia meccanica; nella seconda fase il generatore trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. La turbina eolica è diventata un’icona dell’industria moderna, tant’è che la Lego ne ha realizzata una perfettamente funzionante. Il modello, composto da 826 pezzi, è dotato di un vero motore per far girare le pale e può potenzialmente illuminare il portico di una casa. In Italia non esistono pale eoliche gigantesche, ma sono attivi oltre 5.300 aerogeneratori di varie dimensioni per una potenza installata pari a 6.500 MW.

La navicella della turbina eolica

La navicella della turbina eolica è una parte fondamentale poiché racchiude i componenti finalizzati alla movimentazione dell’intero dispositivo. La navicella è in grado di ruotare su se stessa così da potersi orientare in base alle diverse direzioni del vento. Nelle pale micro eoliche il sistema di orientamento generalmente è meccanico, mentre nelle turbine mini eoliche ed eoliche di grande taglia il sistema è quasi sempre elettrico.

Il riduttore di giri è un particolare meccanismo ad ingranaggi che porta la velocità di rotazione del rotore alla velocità di rotazione ottimale del generatore. Le pale eoliche sono sostenute dal supporto del rotore, mentre il freno di una turbina eolica ha il compito di frenare la pala in caso di vento eccessivo o di manutenzione. I meccanismi di frenata sono diversi ed indipendenti per evitare rotture e distacchi delle pale ed hanno bisogno di una manutenzione programmata.

Le due tipologie di generatore eolico: sincrono e asincrono

Il generatore eolico può essere considerato il cuore pulsante dell’intera struttura che genera l’energia eolica. Ne esistono due tipologie: sincrono e asincrono.

Il generatore eolico sincrono è privo del riduttore di giri poiché la velocità di rotazione è fissa. La bassa velocità di rotazione assicura un’usura contenuta riducendo i costi di manutenzione ed allungando la vita dell’impianto. Questo generatore ha però un peso molto elevato ed un rotore molto ampio che ne rende difficile l’installazione e ne aumenta considerevolmente i costi.

Il generatore eolico asincrono ha un numero di giri variabile del rotore che viene portato ad una velocità di rotazione ottimale. Il vantaggio principale è rappresentato dal costo contenuto del dispositivo ed inoltre i pezzi di ricambio sono facilmente reperibili sul mercato. Bisogna però considerare che il massimo rendimento delle pale varia a seconda della velocità del vento, mentre il generatore può offrire bassi rendimenti se le condizioni di rotazione sono molto variabili. Per risolvere questo problema è possibile introdurre una regolazione con un convertitore di frequenza che migliora i rendimenti.

Le pale eoliche che formano il rotore

I modelli standard di turbina eolica montano 1, 2 o 3 pale eoliche mentre i modelli più complessi ne possono avere 4 o anche di più. Le pale eoliche nel loro insieme formano il rotore e sono progettate per lavorare con una forza di portanza. Solitamente sono dotate di un regolatore di pitch che appunto regola l’incidenza della singola pala in base alla velocità del vento, così da ottimizzare la produzione finale di energia elettrica.

La torre eolica

La torre eolica è il sostegno della navicella ed è generalmente dotata di una porta di accesso e di scale interne che conducono alla parte superiore della navicella per le operazioni di manutenzione. Negli aerogeneratori più piccoli invece la scala di accesso può essere esterna.

Le calandre per la produzione di torri eoliche

Calandratrice e calandre sono strumenti sempre più utilizzati per la produzione di torri eoliche innovative ed all’avanguardia. La Imcar nel suo ricco assortimento può vantare calandre di eccellente qualità per la produzione di torri eoliche. Si tratta di calandre a 3 o 4 rulli capaci di curvare lamiere di vari spessori e favorire la realizzazione di settori conici che compongono la struttura. Queste particolari componenti migliorano la produttività e risultano più efficienti e performanti.