Il funzionamento delle turbine nei climi freddi
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Nuove mappature del territorio hanno verificato il potenziale impiego di siti caratterizzati da forte disponibilità della sorgente, ma anche da condizioni ambientali insolite in relazione all’impiego convenzionale delle macchine. Tali siti vengono classificati come siti ostili (hostile sites, cold climate sites) e comprendono tipicamente le zone sub-artiche e i territori con quote superiori a circa 1000 m.s.m.m. In tali aree, alla presenza di venti con caratteristiche di intensità e frequenza di interesse per lo sfruttamento eolico, si accompagna, per periodi più o meno lunghi, la presenza e formazione di ghiaccio e neve.
L’analisi del funzionamento e del comportamento strutturale di eliche e sistemi propulsivi in condizioni di formazione di ghiaccio, come pure delle contromisure da adottare, non è nuova, essendo già stata ampiamente affrontata in campo aeronautico da molti decenni. Tuttavia la macchina eolica presenta caratteristiche funzionali e costruttive che limitano di fatto la trasferibilità di dati sperimentali, metodologie di calcolo e soluzioni adottabili. Alcune di queste sono le velocità di rotazione dell’elica e le dimensioni palari, i materiali e la disponibilità di sorgenti termiche adeguate. |
L’effetto della formazione di ghiaccio sulle parti rotoriche della macchina eolica determina una serie di effetti così sintetizzabili:
Il sistema di conversione eolica operante in climi freddi deve essere concepito in modo da risentire solo marginalmente della formazione di ghiaccio. Data la rilevanza del problema, sono stati proposti e sviluppati, anche mutuandoli dall’ambito aeronautico, vari sistemi antighiaccio.
La produzione di lavoro elettrico deve essere mantenuta anche in condizioni di formazione di ghiaccio per ridurre i fermi macchina e di conseguenza sfruttare al meglio la risorsa, particolarmente favorevole in tali condizioni, al fine di rendere economico il valore del kilowattora prodotto.
Uno degli aspetti di differenziazione dai sistemi aeronautici sta nel fatto che sebbene in determinate condizioni possa essere ammessa transitoriamente la crescita di piccole quantità di ghiaccio, le pale o porzioni di esse vanno preferibilmente tenute completamente sgombre da ghiaccio in tutte condizioni meteorologiche e climatiche previste per il sito.
E' quindi di fondamentale importanza effettuare una corretta valutazione della potenziale formazione di ghiaccio sul sito candidato all'installazione. A questo fine devono essere impiegati opportuni sensori anemometrici,
- aumento dei carichi statici e dinamici;
- riduzione o inibizione degli azionamenti per il controllo del passo palare;
- modifica del bilanciamento dinamico del rotore, con aumento dei fenomeni di fatica;
- riduzione del lavoro abbandonato dal vento sulle parti mobili per effetto dell’alterazione della forma del profilo;
Il sistema di conversione eolica operante in climi freddi deve essere concepito in modo da risentire solo marginalmente della formazione di ghiaccio. Data la rilevanza del problema, sono stati proposti e sviluppati, anche mutuandoli dall’ambito aeronautico, vari sistemi antighiaccio.
La produzione di lavoro elettrico deve essere mantenuta anche in condizioni di formazione di ghiaccio per ridurre i fermi macchina e di conseguenza sfruttare al meglio la risorsa, particolarmente favorevole in tali condizioni, al fine di rendere economico il valore del kilowattora prodotto.
Uno degli aspetti di differenziazione dai sistemi aeronautici sta nel fatto che sebbene in determinate condizioni possa essere ammessa transitoriamente la crescita di piccole quantità di ghiaccio, le pale o porzioni di esse vanno preferibilmente tenute completamente sgombre da ghiaccio in tutte condizioni meteorologiche e climatiche previste per il sito.
E' quindi di fondamentale importanza effettuare una corretta valutazione della potenziale formazione di ghiaccio sul sito candidato all'installazione. A questo fine devono essere impiegati opportuni sensori anemometrici,