Che cosa sono le turbine eoliche ad asse verticale (VAWT)?

La turbina eolica ad asse verticale è comunemente utilizzata nelle case per produrre energia rinnovabile. Ha un albero rotore verticale con due o tre pale che si muovono su e giù. Il generatore si trova nella parte inferiore della torre e le pale sono attorno all'albero.

Le turbine eoliche sono dispositivi utilizzati per convertire l'energia del vento in elettricità e sono disponibili in diverse forme, dimensioni e tipologie. Le turbine eoliche ad asse orizzontale e ad asse verticale (VAWT) sono le tipologie più comuni.

Funzionamento e componenti della turbina eolica ad asse verticale (VAWT)

I componenti principali di una turbina eolica ad asse verticale includono il cuscinetto, la pala e il relativo supporto, il telaio e l'albero.

Funzionamento – Questa turbina è installata sugli spartitraffico delle autostrade. Le pale della turbina hanno una forma curva per catturare il vento proveniente dalla carreggiata a doppio senso e utilizzare la velocità dei veicoli per farla ruotare. Una turbina eolica ad asse verticale è collegata a un riduttore con ingranaggi, che a sua volta è collegato direttamente a un generatore elettrico. Il vento fa girare la turbina, che a sua volta fa ruotare il riduttore e aumenta la velocità di rotazione prima di trasferire l'energia al generatore come input meccanico. Il generatore converte quindi questo input in energia elettrica, che viene immagazzinata in una batteria ricaricabile.

Applicazioni di una turbina eolica ad asse verticale

Di seguito alcune delle sue applicazioni.

• Ideale per progetti eolici su piccola scala e applicazioni residenziali
• Per la loro durevolezza vengono preferibilmente utilizzati in luoghi con frequenti tempeste o forti venti.
• Queste turbine sono in grado di generare energia anche in condizioni meteorologiche instabili, come raffiche di vento e turbolenze.

Tipi di Turbina eolica ad asse verticale (VAWT)

Esistono due tipi di turbine eoliche ad asse verticale: la turbina eolica Darrieus e la turbina eolica Savonius.

1. Turbina eolica Darrieus

La turbina eolica Darrieus prende il nome dal celebre inventore francese Georges Darrieus ed è anche chiamata "frullatore". Le turbine sono dotate di lunghe pale curve collegate alla parte superiore e inferiore dell'albero del rotore. La forza aerodinamica generata viene utilizzata per far ruotare le turbine.

La turbina eolica sfrutta la potenza del vento creando un effetto di aspirazione sulla sua faccia anteriore, facendo girare le ali. Le turbine Savonius hanno una bassa resistenza grazie alla forma delle loro ali. Una volta iniziata la rivoluzione, queste turbine accelereranno per ruotare a una velocità superiore a quella del vento.

2. Turbina eolica Savonius

Le sue pale sono disposte a elica attorno a un albero verticale. Il principio fondamentale di queste turbine è quello di sfruttare la resistenza del flusso d'aria per azionare i rotori. Ciò significa che la forza dinamica del vento contro le pale della turbina mette in movimento il rotore. L'ampia superficie esposta al vento è una delle caratteristiche più notevoli di questa turbina. Allo stesso tempo, il lato opposto delle pale incontra una forza di resistenza aerodinamica.

Ad esempio, quando corriamo o andiamo in bicicletta, sentiamo la spinta del flusso d'aria nella direzione opposta, lo stesso vale per queste turbine. Allo stesso modo, quando questo viene applicato a queste turbine eoliche, sono in grado di ruotare rapidamente, assomigliando alla velocità del vento.

Scopri nel dettaglio i 2 tipi di turbine eoliche ad asse verticale.

Vantaggi e svantaggi della VAWT

L'utilizzo di una turbina eolica ad asse verticale presenta diversi vantaggi:

• Sicuri, scalabili e in grado di generare energia in qualsiasi direzione del vento.
• Conveniente, facile da installare, utilizzare e portatile.
• Poiché il cambio, il generatore e le altre parti sono posizionati a terra, non c'è bisogno di una torre alta.
• Le pale meno veloci rappresentano un pericolo minore per le persone e gli uccelli.
• Funziona efficacemente in diverse condizioni atmosferiche.
• Può essere utilizzato laddove le strutture più alte sono limitate.
• Per far funzionare queste turbine non sono necessari meccanismi.
• Fonti energetiche residenziali economiche, efficienti e silenziose per le aree urbane.

Le turbine eoliche ad asse verticale presentano diversi svantaggi.

• L'efficienza delle turbine eoliche ad alta velocità diminuisce a causa della resistenza delle pale durante la rotazione.
• Difficili da impilare sulle torri perché sono collegate a basi come edifici o terreno.
• Riducono l'efficienza rotazionale e la velocità del vento.
• I componenti sono soggetti a usura prima rispetto ad altri tipi di turbine eoliche.
• Gli animali potrebbero interrompere la rotazione nelle aree aperte.
• Il flusso turbolento vicino al suolo crea forti vibrazioni e inquinamento acustico.

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