LA PALA EOLICA

Come un’elica d’aeroplano, il vento fa muovere le pale ancorate al mozzo cui è fissato il rotore.

Il rotore è costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale.

Le pale sono in fibra di vetro e in materiali compositi.

I rotori a due pale sono meno costosi e girano a velocità più elevate. Sono però più rumorosi e sono soggetti a maggiori vibrazioni rispetto ai modelli a tre pale. Tra i due, la resa energetica è quasi equivalente. Sono stati realizzati anche rotori con una sola pala, equilibrata da un contrappeso – a pari condizioni questi rotori sono ancor più veloci dei bipala, ma hanno rese energetiche leggermente inferiori. Ci sono anche rotori con numerose pale, fino a venti, ma questi vengono usati per l’azionamento diretto di macchine, pompe. Sono anche stati messi a punto rotori con pale “mobili”: variando l’inclinazione delle pale in base alla velocità del vento è possibile mantenere costante la quantità di elettricità prodotta dall’aerogeneratore. E cominciano a vedersi turbine eoliche di grandi designer oppure a forma di ala di colibrì.

Vi è poi un moltiplicatore di giri ad ingranaggi che serve per trasformare la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce dell’albero alla velocità tipica di un alternatore (3.000 – 3.600 giri al minuto) che genera la corrente alternata.

La gondola (o navicella) che contiene quest’apparato relativamente elementare è ancorata al sistema d’imbardata, un servomeccanismo che serve per mantenere un allineamento più continuo possibile tra l’asse del rotore e la direzione del vento.

La torre di sostegno può essere tubolare o a traliccio, conficcata nel terreno con le sue fondamenta.

La produzione d’elettricità è regolata dai sistemi di controllo, da software e dal box di trasformazione a terra, con l’allacciamento alla rete. L’aerogeneratore opera a seconda della forza del vento; al di sotto di una certa velocità le macchine sono incapaci di partire; perché ci sia l’avviamento è necessario che la velocità raggiunga una soglia minima di inserimento, diversa da macchina a macchina, ma a partire da circa 4-5 metri al secondo (15-18 Km/h).

L’elettricità viene prodotta per mezzo di un aerogeneratore, ossia una turbina posta su un asse verticale e messa in moto da delle pale. Per assicurare un rendimento ottimale, le turbine eoliche vengono installate di preferenza sui rilievi collinari e montuosi, o comunque in luoghi che garantiscano adeguate condizioni di vento, ma possono essere collocate anche in mare aperto o integrate negli edifici.

La potenza di una macchina eolica è tanto maggiore quanto più forte è il vento, più grandi ed efficienti sono le pale e più densa è l’aria (ad esempio al livello del mare). Laddove, ad alta quota, l’aria è rarefatta, occorrono pale più grandi. Durante il funzionamento la velocità del vento “nominale” è la minima che permette alla macchina di fornire la potenza di progetto (10-12 m/s, 35-45 Km/h, per qualche centinaio di kW per macchine dì media taglia). Ad elevate velocità (oltre i 20-25 m/s, 72-90 Km/h) l’aerogeneratore si ferma per motivi di sicurezza.

Le turbine eoliche di classe multi-megawatt hanno velocità di rotazione comprese tra 18 giri/min e 25 giri/min secondo la dimensione e il tipo di aerogeneratore. Insomma, stiamo parlando di un giro ogni tre secondi.

Sensori che rilevano costantemente la velocità di rotazione del rotore della turbina eolica.

Davanti all’albero principale i sensori misurano la velocità di rotazione del rotore cosicché la velocità di rotazione reale possa essere sempre monitorata.

Le pale, dunque, ruotano molto lentamente, una realtà ben diversa dall’idea di giganteschi ventilatori che alcuni immaginano.