Che cos'è un'elica eolica?
Un'elica eolica è un dispositivo meccanico che converte l'energia eolica in un movimento rotatorio per produrre lavoro. Questi dispositivi sono stati utilizzati in tutto il mondo per secoli per eseguire una varietà di attività, tra cui il pompaggio di acqua e la macinazione del grano. Le eliche eoliche sono in genere costituite da una testa della girante che guida una macchina o un generatore attraverso una scatola del cambio. La testa della girante può essere fissa o ruotata per seguire il vento attraverso un gruppo timone o un meccanismo di azionamento automatizzato. Le moderne eliche azionate dal vento sono ampiamente utilizzate per generare energia elettrica, pompare acqua e pilotare strumenti per stazioni meteorologiche.
L'energia del vento è stata sfruttata in vari modi per produrre lavoro per centinaia di anni. Basti pensare alle vele da rimorchio delle navi degli anni passati o al tipico mulino a vento olandese per trovare esempi della natura duratura dell'energia eolica. Sebbene l'elica eolica non sia affatto una nuova invenzione, oggi vede ancora un uso considerevole con la sempre maggiore attenzione globale alla generazione di elettricità pulita e rinnovabile che spinge avanti la tecnologia eolica a un ritmo salutare. Le eliche eoliche sono semplici, efficienti e fanno uso di una delle fonti di energia più abbondanti e rinnovabili della natura, rendendole così le "macchine verdi" ideali.
L'elica eolica, o turbina eolica, come è più comunemente noto, si avvale di un semplice meccanismo a girante libera per sfruttare l'energia eolica per produrre lavoro. Le giranti che guidano macchine a energia eolica seguono molte diverse tendenze di progettazione che vanno dai tipi di eliche di aerei convenzionali alle varianti di scatole a doghe. Esistono due orientamenti di progettazione di base utilizzati nelle macchine con elica eolica: orizzontale e verticale. Tutti funzionano secondo un principio simile sebbene con la girante impostata ruotando un albero attraverso un cambio per azionare vari meccanismi.
Le turbine eoliche a trasmissione orizzontale sono i tipi e i meccanismi di azionamento più comuni come pompe idrauliche, generatori e strumenti meteorologici. I design della girante nelle eliche eoliche a trasmissione orizzontale tendono a inclinarsi maggiormente verso i tipi di aeromobili convenzionali. Gli strumenti delle stazioni meteorologiche utilizzano spesso una serie o tazze radiali a forma di scodella come giranti, mentre le turbine eoliche che generano energia utilizzano un design a pale lunghe e sottili. Una caratteristica di questo tipo di elica eolica è che deve essere trasformata in vento per funzionare correttamente. Ciò si ottiene generalmente fissando un timone alla testa dell'elica o ruotando elettricamente la testa tramite un meccanismo di azionamento separato.
I progetti di eliche eoliche a trasmissione verticale utilizzano tipicamente giranti a ventole cilindriche a scatola cilindrica per guidare un albero orientato verticalmente. Questi progetti vengono generalmente utilizzati per la generazione di energia e per gli azionamenti di strumenti meteorologici. Sono particolarmente efficaci perché la superficie totale del cuscinetto del vento delle giranti tende ad essere più grande rispetto ai tradizionali modelli di elica. Il vantaggio principale dell'utilizzo di questo design è che è unidirezionale e non ha bisogno di essere costantemente trasformato nel vento.