Un generatore eolico senza pale serve a generare energia dal vento senza usufruire delle classiche pale eoliche. Poiché i sistemi convenzionali sono in grado di sfruttare i venti provenienti da un’unica direzione (le moderne pale eoliche si dividono infatti in pale ad asse orizzontale e verticale) hanno bisogno per funzionare di 2 o 3 eliche, collegate ad un rotore. Il rotore è connesso all’albero principale, che a suo volta fa ruotare un generatore per creare elettricità. Il sistema necessita di essere posizionato ad una certa altezza dal terreno, richiedendo l’utilizzo di pali dal diametro considerevole. A causa della mono-direzionalità, il sistema non è particolarmente efficiente, motivo per cui è necessario installare numerose pale eoliche per ottenere un quantitativo di energia rilevante. In conclusione i cosiddetti “giganti bianchi”, pur producendo energia pulita, hanno un grosso impatto fisico sull’ambiente, senza contare il pericolo che costituiscono per numerose specie di uccelli e i costi di manutenzione sopra menzionati.
Per questi motivi i generatori eolici senza pale rappresentano un incredibile passo in avanti nel campo dell’energia sostenibile. Una turbina in grado di catturare energia dal vento che viaggia in ogni direzione, e senza l’utilizzo di pale eoliche, ha vinto con i suoi due designer il prestigioso premio per il design e l’innovazione tecnologica James Dyson 2018.
Nicolas Orellana, 36 anni, e Yaseen Noorani, 24 anni, entrambi studenti della Lancaster University, hanno creato la turbina O-Wind, un generatore eolico senza pale che, per la prima volta nella storia, grazie ad un design semplice e all’impiego di un unico asse di rotazione, sfrutta al tempo stesso i venti orizzontali e verticali senza il bisogno di sterzata, richiedendo dunque meno manutenzione rispetto ai sistemi tradizionali.
COME FUNZIONA: La turbina O-Wind è una sfera cava attraversata da un unico asse di rotazione. Il generatore eolico senza pale sfrutta il principio di Bernoulli per il suo movimento meccanico. La struttura è fiancheggiata da prese d’aria, di dimensione maggiore per l’ingresso del flusso d’aria, e minore per l’uscita. In presenza di vento, tra i due terminali si viene a creare una differenza di pressione che fa muovere la turbina. Le prese d’aria sono posizionate su tutta la sfera, rendendola appunto ricettiva al vento proveniente da qualsiasi direzione, sia da piani verticali che orizzontali. Il generatore eolico, dunque, ruoterà nello stesso senso su un asse fisso indipendentemente dalla direzione del vento. Questa rotazione della turbina viene poi utilizzata (similmente agli altri generatori eolici) per alimentare un generatore in grado di produrre elettricità, che a sua volta può essere immessa nella rete nazionale, fornendo quindi incentivi finanziari agli utenti e incrementando la produzione di energia sostenibile. La forma e le dimensioni contenute la rendono particolarmente adatta per l’uso domestico diffuso.
È importante sottolineare che il generatore eolico senza pale O-Wind è ancora in fase di prototipazione e sarà lanciato sul mercato entro 5 anni. La tecnologia iniziale è stata sviluppata dallo studio degli aquiloni alveolari. I singoli aquiloni quadrati, realizzati in tessuto, hanno permesso l’analisi delle forze di spinta quando esposti al vento. Questi aquiloni sono stati in seguito ri-sagomati, trasformati in facce di diversi poligoni e testati in varie configurazioni.
Il successo dei test dimostra la capacità della turbina di continuare a ruotare nella stessa direzione anche in caso di venti che cambiano rapidamente. Ulteriori prototipi verranno stampati in 3d per il test delle prestazioni, nelle gallerie del vento dell’Università di Lancaster.
L’IDEA: uno dei due inventori del generatore eolico senza pale, ha iniziato ad interessarsi per la prima volta alla sfida del vento multi-direzionale dopo aver studiato il rover NASA “Mars Tumbleweed”. Con un diametro di sei piedi, questa palla gonfiabile è stata progettata per rimbalzare e rotolare autonomamente sulla superficie di Marte, con lo scopo di misurare le condizioni atmosferiche e alcuni parametri geografici. Ma come le turbine eoliche tradizionali, all’epoca in cui è stato progettato (2005) sfruttare la multi-direzionalità del vento era una sfida troppo grande per essere presa in considerazione. Per questo motivo “Mars Tumbleweed” era alimentato da venti mono-direzionali che hanno compromesso gravemente la mobilità del rover quando si trovava di fronte ad ostacoli, spesso gettandolo fuori rotta ed, in conclusione, risultando nel fallimento del progetto. Esplorando i limiti del Tumbleweed, Orellana e Noorani sono stati in grado di sviluppare la tecnologia tridimensionale di questi generatori eolici del futuro.
