Rinnovabili • turbine eoliche volanti offshore

Le prime turbine eoliche volanti offshore testate in Norvegia

Makani ha completato due voli di prova del suo aquilone energetico da una fondazione galleggiante al largo della Norvegia

turbine eoliche volanti offshore
Credit: Makani

 

“Battesimo dell’acqua” per le prime turbine eoliche volanti offshore

(Rinnovabili.it) – I progressi nell’adattare la tecnologia eolica ai climi freddi e all’uso in mare aperto assieme al miglioramento delle previsioni anemometriche, hanno favorito una crescita significativa degli aerogeneratori negli 40 ultimi anni (leggi anche Eolico offshore: la capacità mondiale raggiunge i 17 GW). Attualmente le turbine ad asse orizzontale rappresentano il prodotto più efficiente e diffuso e i grandi produttori eolici hanno intrapreso una vera e propria gara per la realizzazione del macchinario più grande e potente. Nonostante il mercato appaia ben strutturato, c’è chi non abbandona l’idea di soluzioni alternative per sfruttare l’energia del vento. È il caso delle turbine eoliche volanti, impianti creati per sfruttare i venti d’alta quota, notoriamente più forti e costanti di quelli catturati dai tradizionali aerogeneratori.

 

L’idea è stata ripresa più volte nella storia dell’eolico mondiale, ma senza mai raggiungere la piena commerciabilità. Oggi ci riprova la californiana Makani, società che sviluppa turbine eoliche aerotrasportate con il supporto di Google X e il Dipartimento dell’Energia statunitense. In collaborazione con Shell, la compagnia ha testato in questi giorni una turbina eolica volante al largo della Norvegia: un aquilone in fibra di carbonio 26 metri di larghezza legato a una boa e in grado generare elettricità attraverso alcuni rotori montati sull’ala principale.

Il test mirava valutare, per la prima volta, la fattibilità della produzione energetica in acque profonde circa 220 metri, lontano dalla costa.

 

 

Makani lavora sul concept dal 2006, ma vi erano diverse preoccupazioni su come il dispositivo avrebbe gestito un ambiente ostile come quello marino. E malgrado la sperimentazione si sia conclusa con la perdita dell’aquilone energetico, la società si è detta molto soddisfatta. “I test che abbiamo condotto hanno dimostrato che funziona”, ha detto un portavoce dell’azienda. “Questo è un grande passo avanti. Ora torneremo a lavorare per adattare tali sistemi all’ambiente marino mondiale in cui vorremmo commercializzarli”.

 

Il punto di forza delle turbine eoliche volanti sta nell’economia dell’installazione rispetto agli attuali giganti offshore. Secondo Makani, il sistema  può sfruttare le infrastrutture e le catene di fornitura esistenti e le unità possono partire direttamente da porti di piccole e medie dimensioni senza la necessità di navi specializzate o grandi gru. I prossimi passi includeranno ulteriori voli di test a terra, alle Hawaii, e in mare aperto, in Norvegia, con l’obiettivo di perfezionare le operazioni a distanza. Inoltre, la compagnia lavorerà con Shell per ottimizzare la sua piattaforma galleggiante e il suo sistema di ormeggio, riducendo al minimo la necessità per il personale di accedere all’aquilone prima o dopo il volo.

 

>>Leggi anche La lotta dei giganti eolici: turbine da 10 MW anche per Siemens Gamesa<<

Rinnovabili •
About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

leggi anche Ragni giganti in metallo per l’installare l’eolico offshore

Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

leggi anche Il primo parco eolico galleggiante d’Italia ottiene l’autorizzazione

Rinnovabili •
About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.