Pale eoliche verticali

Le pale eoliche verticali sono state la prima tipologia di aerogeneratori creati dall’uomo. L’impostazione dell’asse di rotazione verticale vede molti vantaggi ma non è esente da svantaggi se paragonata all’assetto orizzontale.

L’eolico verticale è spesso abbreviato con l’acronimo VAWT, dall’inglese: Vertical Axis Wind Turbines, assetto verticale delle turbine eolico. Per lo stesso principio, l’eolico orizzontale è abbreviato con l’acronimo HAWT, Horizontal Axis Wind Turbines.

Turbina eolica verticale

Oggi, l’eolico verticale rappresenta una minima parte delle turbine attualmente in uso, va da sé che il mercato dell’eolico è concentrato soprattutto sulla progettazione e commercializzazione delle pale eoliche orizzontali.

Eppure l’eolico verticale ha diversi vantaggi da non sottovalutare. Innanzitutto, l’eolico verticale dà la possibilità di installazione anche in luoghi dove non si possono raggiungere altezze elevate. Rispetto all’eolico orizzontale, quello verticale vede una più bassa manutenzione e una più bassa coppia di avviamento.

Tra gli altri vantaggi dell’eolico verticale, assolutamente da non sottovalutare è il fatto che la pala eolica verticale non necessita di alcun sistema di imbardata in quanto riescono a funzionare con vento da qualsiasi direzione.

Pale eoliche verticali

Le pale eoliche vedono un asse di rotazione verticale e diversi assetti di funzionamento che, a livello descrittivo, vengono raggruppati in tre macro-gruppi.

Turbina eolica verticale con rotore Savonius

E’ stata ideata nel 1922. Questo layout è ancora usato in quelle turbine eoliche che vedono, come priorità, bassi costi produttivi anche a discapito della potenza. Sono turbine che fanno poco rumore e sono pensate per lo più per uso domestico: funzionano con basse velocità di vento.

Vengono spesso classificate come microeolico in quanto le dimensioni sono nell’ordine di grandezza di circa un metro. Non necessitano di particolari attenzioni ne’ manutenzione.

Pale eoliche verticali Darrieus

Come la Savonius, anche la Darrieus porta il nome dell’ingegnere che l’ha ideata. Tra le varie impostazioni dell’eolico verticale, questa è la più promettente.

Sono turbine eoliche ad asse verticale “a portanza”. Le pale eoliche, infatti, possono essere a “portanza” o a “resistenza” in base alla forza del vento che sfruttano come forza motrice. Nelle turbine “a portanza” il vento scorre su entrambe le facce della pala. Le due facce presentano dei profili geometrici diversi per creare una zona di depressione sulla zona superiore della pala, rispetto alla parte più bassa. Questa differenza di pressione genera quella che è definita “portanza aerodinamica”, quella spinta che consente il moto rotatorio della pala eolica.

Nell’eolico verticale questo si esprime con superfici disposte al vento con un profilo alare particolare, in grado di generare la “portanza aerodinamica” in modo efficiente.

La coppia di avvio è nulla e quindi queste turbine non riescono ad avviarsi autonomamente. Questo ha portato alla creazione di un ulteriore assetto: turbina ibrida Darrieus-Savonius.

Pale eoliche verticali Giromill

Sono meno efficienti dell’impostazione Darrieus ma hanno il vantaggio di una maggiore facilità produttiva con un conseguente abbattimento dei costi.

Eolico verticale e orizzontale

I principali vantaggi di una pala eolica verticale sono stati sintetizzati in premessa, tuttavia l’eolico orizzontale non va sottovalutato. Rispetto alle turbine eoliche orizzontali, quelle basate su asse verticale presentano determinati svantaggi quali:

• Hanno un rendimento inferiore
• Generano coppia pulsante
• Non è possibile regolare l’angolo di inclinazione delle pale

Le pale eoliche ad asse orizzontale possono essere “sopravento” o “sottovento”, possono essere munite di una pala singola (turbine a singola pala) di due o tre pale (le più comuni). Non mancano poi turbine multipala.

Classificazione dell’eolico in base alla potenza

A prescindere dall’assetto della turbina eolica, vi è una classificazione legata alla potenza. Quando si parla di pale eoliche verticali, in genere, si fa riferimento a piccoli aerogeneratori o eolico domestico, pensato per produrre quantità esigue di energia. In questo caso, come accennato in precedenza si parla di micro-eolico.

Micro-eolico

Gli impianti classificati come microeolico producono potenze inferiori a 20 kW e sono costituiti da impianti destinati a utenze domestiche o piccole realtà agricole.

Mini-eolico

Si parla di mini-eolico per impianti compresi tra 20 e 200 kW. Anche in questo intervallo può rientrare l’eolico domestico ma generalmente, gli impianti mini-eolici sono già destinati alla produzione di energia elettrica destinata alla vendita.

Eolico

Si parla propriamente di impianti eolici facendo riferimento a sistemi in grado di generare potenze superiori a 200 kW. Si tratta, in prevalenza, di parchi eolici orizzontali che producono e immettono energia elettrica nella rete nazionale.

Conviene installare pale eoliche verticali?

La risposta è tutt’altro che semplice. Bisogna valutare molti fattori e non è da trascurare il costo d’installazione e d’acquisto della turbina in questione.

La stima principale, che può dirti se conviene o meno installare turbine eoliche domestiche, si fa studiando la quantità di vento disponibile sul sito d’installazione.

Un primo indicatore te lo può fornire l’Atlante Eolico Italiano, messo a punto da CESI e dall’Università di Genova. Tieni però presente che il vento può variare in modo considerevole su un’area di pochi chilometri.

Pubblicato da Anna De Simone il 16 Novembre 2018