venerdì 17 marzo 2017

Punti di forza e dati sperimentali.

Proviamo in questo post a dare qualche dato numerico in modo da far ben comprendere quelle che sono le reali potenzialità della nostra idea di pala eolica.


Questa tabella mostra quelle che sono le potenze sviluppate dalle pale (micro) eoliche attualmente in commercio in base alla loro grandezza e proprietà costruttive:

Power
300W
600W
1KW
2KW
3KW
5KW
10KW
diametro pale (m)
2,2
2,8
3,2
4
5
6
8
numero pale
3
3
3
3
3
3
3
materiale pale
GFRP
GFRP
GFRP
GFRP
GFRP
GFRP
GFRP
lunghezza pale (m)
1,1
1,4
1,6
2
2,5
3
4
area pale(㎡)
3,8
6,2
8
12,6
19,6
28,3
50,2
velocità (r/m)
350
350
350
350
220
220
160
tipo di generatore
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
generatori sincroni a magneti permanenti
potenza(w)
300
600
1000
2000
3000
5000
10000
Max potenza (w)
450
750
1500
3000
4500
6500
15000
velocità partenza (m/s)
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
3
velocità media  (m/s)
7,5
7,5
7,5
9
10
10
10
velocità lavoro (m/s)
3~25
3~25
3~25
3~25
3~25
3~25
3~25
velocità di sicurezza (m/s)
40
40
40
40
40
40
40
Adesso proviamo a fare un confronto con quelli che sono i dati  misurati sul nostro prototipo sperimentale con venti di 7 m/s, con pala di 1 m e un moltiplicatore di giri x 10:
   
La coppia di forza misurata sull'asse principale presente nel sostegno e perpendicolare al terreno è di 35 Nm, con un numero di giri circa 650 r/m  ciò significa che la potenza al netto delle perdite di conversione in energia elettrica è  di   2,5 kW.  
Sotto carico, anche supponendo un rendimento del 25%, otterremmo una potenza utile pari a circa 600 W.  
Dal confronto con le turbine commerciali risulta che per tali potenze il diametro delle pale deve essere di almeno 3 metri.
Altra caratteristica degna di nota è che il nostro prototipo riesce ad andare a regime (raggiunge la velocità nominale) di funzionamento già con velocità del vento di 7 m/s mentre quelle commerciali lo fanno a venti di 11,5 m/s.


Anche se questi dati non sono stati fatti con un prototipo con caratteristiche industriali e non in galleria del vento ci si può rendere conto di come i risultati ottenuti sono comunque molto incoraggianti.


Ma come è possibile raggiungere questi risultati ?

Guardando il video attentamente si può notare come le pale lavorano sempre in maniera attiva rispetto al vento e al contrario delle pale ad asse verticale esse non oppongono resistenza durante il loro ciclo attorno all'asse principale.
Inoltre possiamo ottenere la coppia e il numero dei giri desiderati operando sull'ampiezza e sulla lunghezza delle pale (le pale si dispongono sempre perpendicolarmente al vento e agendo sull'ampiezza delle stesse aumenta la potenza specifica della pala) .
La nostra turbina, al contrario delle classiche turbine, all'aumentare del numero delle pale aumenta proporzionalmente la coppia e  la velocità di rotazione.
Le pale lavorando nella stessa direzione del fluido  sfruttano il flusso non trasversalmente  come le turbine orizzontali ma tridimensionalmente .... 
Insomma un movimento davvero efficace e tutto da sviluppare..... 

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