Che cos'è una turbina eolica ad asse verticale?

Tipicamente costruita con solo due o tre pale, una turbina eolica ad asse verticale (VAWT) è un tipo di turbina eolica in cui l'albero principale del rotore scorre verticalmente anziché orizzontalmente. Sebbene esistano stili diversi di questi tipi di turbine, una versione assomiglia molto a un frullino per le uova. Il suo movimento, d'altra parte, è simile a una moneta che gira sul suo bordo.

Quando la maggior parte delle persone sente la frase "turbina eolica", visualizza una turbina eolica ad asse orizzontale (HAWT). Un HAWT assomiglia molto a un'elica di aeroplano. Il motivo per cui le persone associano strettamente un HAWT al concetto di turbina eolica è semplicemente perché la turbina eolica ad asse verticale non è così comune come la sua controparte orizzontale. In effetti, i VAWT non vengono generalmente utilizzati a scopi commerciali e raramente sono collegati a reti elettriche.

Naturalmente, nonostante le loro differenze di aspetto e le loro modalità di funzionamento distinte, sia il VAWT che il HAWT generano elettricità convertendo l'energia del vento in coppia usando un albero rotante. Cioè, il vento fa girare le pale della turbina eolica attorno al rotore della turbina. Quel rotore, a sua volta, è collegato all'albero principale della turbina e quell'albero principale alimenta un generatore, che genera l'elettricità.

Ci sono alcuni vantaggi inerenti alla progettazione del generatore eolico ad asse verticale. Il generatore e il cambio della turbina possono essere posizionati vicino al livello del suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i costi iniziali di costruzione. Inoltre, non devono affrontare il vento come i HAWT, il che aumenta la loro capacità di sfruttare la potenza del vento e quindi migliora la loro affidabilità complessiva. I produttori sostengono inoltre che il VAWT è meno rumoroso rispetto alla sua controparte HAWT.

Lo svantaggio principale associato alla turbina eolica ad asse verticale, tuttavia, è che la sua efficienza è ridotta perché le velocità del vento sono più basse vicino al suolo. Questo tipo di turbina non è generalmente in grado di produrre tanta elettricità quanto il design HAWT. Anche i VAWT non si avviano automaticamente, il che ostacola la connettività della rete elettrica. Per questi motivi, la turbina eolica ad asse verticale viene spesso selezionata per l'installazione quando il costo o l'affidabilità sono la preoccupazione principale. Quando la potenza totale e l'efficienza sono le considerazioni più importanti, viene generalmente utilizzata la turbina eolica ad asse orizzontale.

Sono in corso ricerche sui VAWT nel tentativo di aumentare la loro produzione di energia e ridurre al minimo il rumore meccanico e aerodinamico. Gli ingegneri sperano di migliorare questo tipo di turbina eolica in modo che possa eventualmente essere ampiamente utilizzato nei paesaggi urbani in cui lo spazio per le installazioni di parchi eolici è limitato.

Dei molti tipi di progettazione di turbine eoliche ad asse verticale, i due più comunemente costruiti sono le turbine Savonious e Darrieus. Un ingegnere finlandese di nome Sigurd J. Savonius inventò la semplice turbina a trascinamento nel 1922, e l'ingegnere francese Georges Jean Marie Darrieus inventò la sua turbina più pratica e di tipo sollevabile nel 1927. Altri tipi di design di turbine eoliche ad asse verticale includono il turby, quietrevolution , aerotecture, giromill e cycloturbine.

Calcoli dettagliati sull'aerodinamica del rotore del generatore eolico ad asse verticale sono disponibili online.