Le turbine eoliche verticali sono più efficienti dei tradizionali aerogeneratori
(Rinnovabili.it) – In un futuro non troppo lontano, le turbine eoliche verticali potrebbero prendere il posto di quelle ad asse orizzontale per riorganizzare il design delle wind farm. Ne sono convinti alla Oxford Brookes University dopo aver valutato quale design di aerogeneratore si prestasse meglio allo sfruttamento del vento su larga scala. Lo studio, condotto da gruppo della School of Engineering, Computing and Mathematics (ECM) e guidato dal professor Iakovos Tzanakis, ha utilizzato oltre 11.500 ore di simulazione al computer per dimostrare quel configurazione potesse essere più efficiente.
La ricerca dimostra per la prima volta, su scala realistica, il potenziale delle vertical axis wind turbines (VAWTs – turbine ad asse verticale) all’interno di grandi impianti. E lo confronta con quello delle controparti, le Horizontal Axis Wind Turbines (HAWTs – ad asse orizzontale), la tipologia dominate sul mercato eolico.
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Dallo studio emerge che le turbine eoliche verticali possano aumentare le rispettive prestazioni se disposte in formazioni a griglia, influenzandosi a vicenda. “La ricerca evidenzia che il futuro dei parchi eolici dovrebbe essere verticale”, commenta il professor Tzanakis. “Le VAWTs possono essere progettate per un’installazione molto più ravvicinata, che ne aumenta l’efficienza, abbassando i prezzi dell’elettricità. A lungo termine, potrebbero aiutare ad accelerare la transizione ecologica dei nostri sistemi energetici”.
Secondo il Global Wind Report 2021, il mondo deve aumentare di tre volte la velocità con cui cresce oggi la capacità eolica. E deve farlo nei prossimi 10 anni per poter raggiungere l’obiettivo delle zero emissioni scongiurare gli effetti peggiori del cambiamento climatico. Questo significherebbe non solo alzare efficienza e taglia degli aerogeneratori, ma anche la dimensione dei futuri parchi eolici. In questo contesto un design più compatto offrirebbe anche un minor impatto ambientale. Ma l’aspetto più interessante è quello produttivo.
“I moderni parchi eolici sono uno dei modi più efficienti per generare energia verde, tuttavia, hanno un grosso difetto”, spiega l’ingegnere Joachim Toftegaard Hansen, autore principale della pubblicazione su Renewable Energy. “Quando il vento si avvicina alla prima fila delle turbine (ad asse orizzontale), viene generata una turbolenza a valle […] dannosa per le prestazioni delle file successive”.
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“In altre parole, la prima fila convertirà circa la metà dell’energia cinetica del vento in elettricità, mentre per la seconda fila quel numero scende al 25-30%”. Al contrario coppie di VAWT hanno mostrato un aumento del 15% della potenza in uscita (rispetto al funzionamento isolato). Lo studio è il primo ad analizzare in modo completo diversi aspetti delle prestazioni delle turbine eoliche verticali, dalla direzione di rotazione al numero di rotori.