L'Europa promuove lo sviluppo delle turbine eoliche
Ricercatori del Risø DTU (Laboratorio nazionale per l'energia sostenibile presso il Politecnico di Danimarca) e i loro colleghi europei hanno individuato un modo per sviluppare un progetto di turbina eolica più affidabile. Effettuando misurazioni dettagliate della distribuzione del carico sulle pale di una turbina eolica di dieci metri in condizioni di vento normali, l'equipe è in grado di offrire informazioni precise sul flusso di vento sulla superficie della pala della turbina eolica. La ricerca è parte di due progetti sostenuti dall'Unione europea, UPWIND e TOPFARM, finanziati rispettivamente con 14,6 e 1,7 milioni di euro. Guidata da Helge Aagaard e Christian Bak, della Divisione energia eolica del Risø DTU, l'equipe vede la presenza di ricercatori dei gruppi danesi Vestas, LS Glasfiber e DONG Energy, e della tedesca Siemens. LM Glasfiber ha sviluppato la pala della turbina eolica che, tra le varie caratteristiche, ha 350 punti di misurazione in forma di sensori a pressione e microfoni. Questi sono collegati ad una centralina di misurazione posta alla base della pala della turbina eolica. Il gruppo norvegese Det Norske Veritas (DNV) ha verificato i calcoli di sicurezza della turbina eolica. Secondo DNV, la velocità eolica massima alla quale la turbina deve girare è di 15 metri al secondo (m/sec). Da notare che l'esperimento può essere condotto solo in condizioni meteorologiche perfettamente secche. L'equipe ha lavorato in dodici periodi di misura - dalla fine della primavera alla fine dell'estate - e i risultati ottenuti sono stati molti. "Ad oggi le nostre misurazioni sono di gran lunga le più complete. Proprio perché effettuate all'aperto e su una turbina eolica industriale, esse tengono conto dell'effetto delle turbolenze e della rotazione della pala, nonché della sua eslasticità", spiega il dottor Helge Aagaard Madsen. "Queste misurazioni saranno indubbiamente utili per l'intera ricerca internazionale sull'energia eolica. Inoltre, abbiamo "ascoltato" - per così dire - il flusso dell'aria sulla pala, usando 60 microfoni ed effettuando 50.000 misurazioni al secondo. Il quadro ottenuto è estremamente dettagliato: in che modo il vento si traduce in carichi sulle pale, ossia andando al cuore dell'uso dell'energia eolica." Secondo i ricercatori, uno degli obiettivi dell'esperimento è la creazione di un punto di partenza per la progettazione del profilo perfetto per le pale delle turbine eoliche. Lo scopo è quello di trovare un equilibrio tra forza e sensibilità di progettazione, e di garantire la massima produzione di energia in modo coerente. L'equipe, che continua le misurazioni anche in novembre, spera di poter stabilire la differenza tra le proprietà del profilo della pala delle turbine eoliche all'aria aperta e le proprietà di un simile profilo in condizioni di vento controllate in galleria del vento. Risø DTU ha anche testato uno scanner eolico laser, che era parte del progetto UPWIND ("Integrated Wind Turbine Design"), finanziato con 14,6 milioni di euro attraverso l'area tematica "Sviluppo sostenibile, cambiamento globale ed ecosistemi" del Sesto programma quadro (6° PQ). I ricercatori hanno affermato che lo scanner ha permesso di effettuare misurazioni tridimensionali della velocità e della direzione del vento e delle turbolenze intorno ad una turbina eolica. Obiettivo di UPWIND è lo sviluppo di grandi turbine eoliche, sia a terra che in mare. L'equipe ha anche utilizzato un altro laser per misurare la distribuzione della velocità alla base del rotore. I risultati ottenuti sono parte del progetto TOPFARM ("Next generation design tool for optimisation of wind farm topology and operation"), finanziato con 1,7 milioni di euro nell'ambito della stessa area tematica.