Progetto SIMEA - Automatica - Università degli Studi di Padova

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SIMEA Stato dell’arte energetica degli edifici 212 Doc.No 20100610.SIMEA.MR.03 Versione 1 si dovrebbero costruire pale molto più solide con costi maggiori. Tipico grafico di funzionamento del rotore eolico è quello di Fig. 5.4.3. Fig. 5.4.3 Tipico andamento della curva di potenza di un generatore eolico. Fig. 5.4.4 Andamento delle caratteristiche di vari tipi di rotori eolici in funzione di quella ideale di Betz. 5.4.5. Tipi di rotore Un modo di suddivisione degli impianti eolici è rispetto al tipo di rotore utilizzato per convertire l’energia eolica, in particolare con riferimento al proprio asse. In Fig. 5.4.4 si nota come le caratteristiche delle macchine siano molto diverse anche in relazione alla curva limite di Betz e di seguito si descriveranno in maniera più dettagliata alcune caratteristiche dei vari aerogeneratori. 5.4.5.1. Rotore ad asse verticale • Senso di rotazione: il rotore gira con un asse perpendicolare alla direzione del vento • Solidità: circa 1 • cp: basso, al max 0.2 • Velocità di rotazione: bassa velocità di rotazione ma forza maggiore • Rumore: silenzioso, quasi non udibile • Utilizzo: sono adatte per far funzionare pompe di sollevamento acqua • Vantaggio: non hanno bisogno di orientamento • Esempio: rotore modello Savonius
SIMEA Stato dell’arte energetica degli edifici 5.4.5.2. Rotore ad asse orizzontale 213 Doc.No 20100610.SIMEA.MR.03 Versione 1 • Senso di rotazione: il rotore gira con un asse parallelo alla direzione del vento • Solidità: bassa, minore di 0.3 • cp:abbastanza elevato, maggiore di 0.4 • Velocità di rotazione: alta velocità di rotazione • Rumore: leggermente più rumoroso rispetto al rotore ad asse verticale • Utilizzo: adatti per produrre generalmente energia elettrica di diverso tipo • Vantaggi: area frontale utilizzata totalmente, elevato coefficiente di portanza e discreta potenza • Svantaggi: difficoltà di realizzazione, grandi ripercussioni negative sul bilanciamento e taratura della macchina anche per minimi errori progettuali o di costruzione • Esempio: rotore modello a tre pale 5.4.5.3. Rotore ibrido • Famiglia più recente dei rotori eolici, mirano in un’unica soluzione ad ottenere i vantaggi dei primi due • Senso di rotazione: possono essere sia ad asse verticale che orizzontale • Solidità: variabile in relazione al tipo di rotore • cp: variabile in relazione al tipo di rotore • Velocità di rotazione: alta velocità di rotazione • Rumore: silenzioso, quasi non udibile • Utilizzo: adatti per produrre generalmente energia elettrica di diverso tipo • Vantaggi: minima velocità del vento, massimo numero di giri, potenza elevata • Esempio: rotore modello Darrieus Fig. 5.4.5 Tipi di rotore eolici: Savonius, a 3 pale e Darrieus. 5.4.6. Modalità di connessione Come nel caso del fotovoltaico, e di tutti gli impianti a fonti rinnovabili che ricavano dalla conversione energia elettrica, un altro modo di suddividere l’impianto eolico è considerando il tipo di connessione: • Impianti ad isola (o stand alone), • Impianti connessi alla rete (o grid connected). Tali impianti possono essere schematizzati come in Fig. 5.3.3 dove il campo fotovoltaico è sostituito dalla turbina eolica e presentano, di conseguenza, i vantaggi e gli svantaggi precedentemente descritti nel caso del fotovoltaico.
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