L'ITC (Istituto tecnico delle Isole Canarie) ci prova sviluppare resistenti ai climi estremi, sia che si tratti di caldo, vento freddo ... In questo modo, possono essere utilizzati nella fabbricazione di nuovi mulini, turbine eoliche o pale eoliche.
Il progetto stesso si chiama AeroExtreme, guidato dalla multinazionale Siemens Gamesa, sarà implementato per tutto il 2018 ed è cofinanziato dal Ministero dell'Economia, dell'Industria e della Competitività e dai Fondi Federali.
Le grandi turbine eoliche, infatti, devono affrontare condizioni meteorologiche molto avverse, soprattutto quelle in alto mare. Questi hanno l'impatto delle particelle trasportate dal vento ad alte velocità, ed è necessario sviluppare materiali resistenti per aumentare la produzione di energia e ridurre le possibili riparazioni.
Il progetto AeroExtreme monitora e studia varie soluzioni per le lame e la navicella (la struttura su cui ruotano). L'usura causata da particelle sospese nell'aria, l'accumulo di sporco e la crescita di microrganismi sulle lame diminuisce in modo significativo le sue prestazioni a causa della perdita di aerodinamica. Infatti, ITC ha già sviluppato un materiale con un'erosione molto più elevata rispetto a quelli in commercio, oltre a rivestimenti fotocatalitici e antivegetativi che sono anche altamente durevoli.
Costituzione di una turbina eolica o turbina eolica
Ci sono migliaia di parchi eolici pieni di modelli DENTI (turbine eoliche ad asse orizzontale). Queste macchine sono costituite dai seguenti segmenti.
Torre e fondazione: Le fondazioni delle torri possono essere piane o profonde, garantendo in entrambi i casi la stabilità dell'aerogeneratore, il fissaggio della navicella e delle pale del motore. La fondazione deve anche assorbire le spinte causate dalla variazione e dalla potenza del vento.
Le torri possono essere di diverso tipo a seconda delle loro caratteristiche:
- Tubolare in acciaio: La maggior parte delle turbine eoliche sono costruite con torri tubolari in acciaio.
- Torri di cemento: Vengono costruiti nello stesso punto, consentendo di calcolare l'altezza necessaria.
- Torri prefabbricate in calcestruzzo: Sono assemblati da pezzi già pronti e i loro segmenti sono posti nello stesso posto.
- Strutture reticolari: Sono realizzati utilizzando profili in acciaio.
- ibrido: Possono avere caratteristiche e materiali di vari tipi di torre.
- Albero in tensione torri con venti: Si caratterizzano per essere turbine eoliche di dimensioni inferiori.
Rotore: Il rotore è il "cuore" di ogni mulino a vento, in quanto sostiene le pale della turbina, muovendole meccanicamente e rotazionalmente per trasformare la spinta del vento in energia.
carlinga: È la testa più visibile dell'aerogeneratore, il casco che nasconde e mantiene tutti i macchinari della turbina. La gondola si unisce alla torre da cuscinetti per poter seguire la direzione del vento. È qui che AeroExtreme cerca di migliorare i materiali.
Scatola moltiplicatore: Il riduttore, oltre a poter resistere alle variazioni del vento, ha il compito di accoppiare le basse velocità di rotazione del rotore e le alte velocità del generatore. Come dice la sua stessa parola; riesce a moltiplicare i 18-50 rpm generati dal movimento naturale del rotore in circa 1.750 rpm quando esce dal generatore.
generatore: Ha il compito di convertire l'energia meccanica in energia elettrica. Per le turbine ad alta potenza, vengono utilizzati generatori asincroni a doppia alimentazione, sebbene siano abbondanti anche generatori sincroni e asincroni convenzionali.
Freni: I freni meccanici sono utilizzati nell'apparato propulsore, essendo necessario in essi un elevato coefficiente di attrito statico e una grande resistenza alla compressione.
Equipaggiamento elettrico di una turbina eolica o di un mulino a vento
Le turbine eoliche di oggi non sono costituite solo da pale e da un generatore per portare energia a basso costo nelle case. Le turbine eoliche devono anche avere un sistema di alimentazione individuale e numerosi sensori. Questi ultimi riescono a monitorare e misurare la temperatura, la direzione del vento, la sua velocità e altri parametri che possono apparire all'interno della gondola o nei dintorni.
Vantaggi delle turbine eoliche veloci rispetto a quelle lente
Il più grande vantaggio delle cosiddette "turbine eoliche lente" è che hanno più lame che le rapide e i loro materiali sono solitamente più economico. Ma quali sono i tuoi problemi? Nonostante i loro grandi diametri (da 40 a 90 m di altezza) e avendo rotori le cui teste raggiungono i 100 m, le turbine eoliche veloci sono più leggeri rispetto a quelli lenti (AeroExtreme funziona anche in questi segmenti).
Ciò è ottenuto grazie a generatori ad alta potenza (da 0,5 a 3 MW) che sfruttano ancora di più il rapporto altezza-potenza del vento.
Essendo più leggere, le lame si muovono più velocemente, quindi le dimensioni e costo scatola moltiplicatore che aziona il generatore elettrico è ridotto.
Avendo meno numero di pale, queste possono essere regolate più facilmente per adattare la loro potenza alle caratteristiche del vento. Le turbine eoliche veloci sono più resistenti a sollecitazioni causate da raffiche di vento. La spinta assiale dovuta all'azione del vento sul rotore fermo è minore nelle turbine eoliche veloci rispetto a quando sta girando; il contrario accade in turbine eoliche lente.