Aria di rivoluzione nell'eolico: nuove pale tese con tiranti potrebbero andare a sostituire le classiche torri più pesanti

Poter sfruttare al meglio i venti presenti nei mari e negli oceani è l’obiettivo principale degli ingegneri dei Sandia National Laboratories, che hanno realizzato un nuovo software grazie al quale è possibile progettare e ottimizzare il design di nuove turbine eoliche galleggianti. 

L'idea è nata da Brandon Ennis, capo tecnico dell’eolico offshore dei laboratori Sandia, che si è prefissato l’obiettivo di installare sull’acqua dei mari americani degli aerogeneratori totalmente differenti dai classici impianti formati da una torre alta e ingombrante con tre pale fissate in alto. 

Partendo dal modello brevettato nel 1931 da Georges Jean Marie Darrieus, un ingegnere aeronautico francese che aveva ideato una turbina eolica con pale curve a profilo aerodinamico montate su un albero rotante verticale, Ennis ha immaginato un nuovo modello di eolico offshore privo di torre, caratterizzato da un centro di gravità inferiore e con un peso complessivo notevolmente ridotto rispetto a una turbina eolica tradizionale. 

L'innovativo design dell’impianto eolico progettato da Ennis sarebbe in grado di catturare il vento da ogni direzione grazie ai fili tiranti che sostituiscono la torre verticale e che possono essere accorciati o allungati per adattarsi alle mutevoli condizioni del vento e per massimizzare la produzione di energia controllando la tensione. Inoltre, la sostituzione dell'albero con questi fili riduce ancora di più il peso della turbina, consentendo alla piattaforma galleggiante di essere ancora più piccola e meno costosa in termini di manutenzione. 

La principale sfida che questo aerogeneratore deve affrontare è dovuta alla difficoltà di proteggersi dalle forti raffiche di vento e dalle tempeste che possono danneggiare l’impianto. Per questo motivo, gli ingegneri del gruppo eolico del Sandia hanno messo a punto un nuovo software in grado di simulare le diverse condizioni del vento e del mare tramite specifici algoritmi, essenziali per determinare il design ottimale dell'intero sistema galleggiante. 

"Per progettare il nostro sistema di turbine eoliche galleggianti, avevamo bisogno di uno strumento di progettazione in grado di simulare il vento, le onde, l'elasticità della lama, il movimento della piattaforma e i controller", ha affermato Brandon Ennis. "Ci sono alcuni strumenti che possono fare ciò di cui abbiamo bisogno, ma senza tutte le dinamiche bidirezionali pertinenti accoppiate per la progettazione e l'ottimizzazione di questo tipo di turbina eolica. Era una grande impresa, ma era essenziale. Non ci può essere un'industria di turbine eoliche ad asse verticale galleggiante senza uno strumento affidabile come questo". 

Il team è attualmente impegnato nell’ottimizzazione degli algoritmi di fisica e nella progettazione delle turbine eoliche con un asse verticale lungo 34 metri. 

Lo scopo degli scienziati è quello di poter presentare un galleggiante ottimizzato e funzionante entro la fine del 2022 per poter aiutare gli Stati Uniti a raggiungere i propri obiettivi di Net Zero diversificando e migliorando le fonti di energia rinnovabile.