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Spremere più energia da un parco eolico senza installare turbine eoliche più grandi e senza aggiungerne di nuove può sembrare un controsenso. Un gruppo di ricerca guidato dal MIT però sostiene che una parte di questo potenziale sia già disponibile e che resti semplicemente inutilizzata. Il margine nascosto si troverebbe nel modo in cui le pale vengono controllate quando il vento non arriva esattamente dalla direzione prevista. Non servirebbero quindi rotori più imponenti né nuovi impianti da piazzare sul territorio, perché il lavoro si concentrerebbe su ciò che già gira.
L’idea ha un certo fascino proprio per la sua apparente semplicità. Di solito, quando si parla di aumentare la produzione di un impianto eolico, il pensiero corre subito a macchine più alte, a eliche più lunghe o a un numero maggiore di aerogeneratori. Qui invece l’attenzione si sposta su un dettaglio di gestione, cioè sulla risposta delle turbine a un vento che cambia direzione e che quindi non incontra le pale nel modo ideale.
Una galleria del vento con aria 220 volte più densa
Per capire meglio il fenomeno, il MIT ha lavorato insieme a ricercatori della Queen’s University, di Princeton e della Penn State. Il gruppo ha scelto una strada piuttosto insolita, cioè sistemare una piccola turbina dentro una galleria del vento in cui l’aria raggiungeva una densità fino a 220 volte superiore al normale. La ragione di una scelta del genere è legata a un limite molto concreto. Una turbina in miniatura collocata in una galleria del vento tradizionale non si comporta davvero come una macchina alta decine di metri. Le dimensioni contano, e il flusso d’aria attorno a un modellino ridotto non riproduce fedelmente quello che avviene attorno a un rotore reale. Per avvicinarsi alla realtà serve quindi un accorgimento in più.
L’accorgimento è proprio l’aumento della densità dell’aria. Rendendo l’aria enormemente più densa diventa possibile ricreare su piccola scala condizioni aerodinamiche molto più vicine a quelle che si verificano sugli impianti veri. Il modello resta minuscolo, ma l’ambiente in cui lavora lo costringe a comportarsi in maniera simile a un esemplare di dimensioni ben più importanti.
Pochi centimetri per simulare rotori di decine di metri
La turbina impiegata negli esperimenti aveva un diametro di appena 15 centimetri. Una misura quasi da oggetto da scrivania, che però acquistava tutt’altro significato all’interno della camera di prova. L’ambiente poteva infatti arrivare a pressioni fino a 240 atmosfere, un valore che cambia radicalmente il comportamento dell’aria rispetto a quello che si respira ogni giorno. In queste condizioni il flusso intorno al piccolo rotore diventava paragonabile a quello osservabile su turbine con rotori tra 15 e 20 metri. In alcuni casi la simulazione si spingeva ancora oltre, fino a riprodurre dimensioni di circa 35 metri. Un salto notevole se si pensa alla differenza di scala tra il modellino e le macchine che dovrebbe rappresentare.
Questo approccio permette ai ricercatori di studiare in laboratorio come reagiscono le pale quando il vento non segue la traiettoria attesa, senza dover lavorare direttamente su impianti di grandi dimensioni. È su questo terreno, quello del controllo delle pale in presenza di un vento disallineato, che secondo il gruppo guidato dal MIT si nasconderebbe una parte del potenziale ancora non sfruttato dei parchi eolici. Le prove nella galleria ad alta pressione servono proprio a osservare questo comportamento in condizioni che si avvicinano il più possibile a quelle delle turbine reali.
Fonte: TecnoAndroid
