Cliente: Ecolibrì
Referente: Ing. Davide Mavillonio, Ing. Luigi Barile, Ing. Riccardo Castagnoli
Categoria: Dimensionamento, progettazione CAD, analisi strutturale FEM e verifica fluidodinamica CFD
Esigenza
Ecolibrì, ramo d’azienda della società A.C.E. srl con sede ad Agrate Brianza attiva sul mercato eolico dal 2015, ha lanciato la sfida progettuale di ampliare la gamma già esistente di turbine eoliche ad asse verticale con funzionamento on-grid con una pala eolica a prestazioni più elevate, pari a 20 kW. Obiettivo della turbina eolica ECOLIBRI’ da 20 Kw è quello di supportare tutte le strutture già connesse ad una rete elettrica con energia rinnovabile.
Quattro le richieste principali che Ecolibrì ha posto allo staff tecnico Asotech coordinato dall’Ing. Davide Mavillonio:
A differenza di quanto fatto per le turbine da 3 kW e da 10 kW sviluppate da Ecolibrì in alluminio, per questa macchina Asotech ha progettato le pale in materiale composito con profilo principale in vetroresina e rinforzo interno in fibra di carbonio. Questa scelta ha consentito di ridurre la massa della parte più esterna della turbina, limitando così di fatto le forze agenti sul sistema, e di aumentare la resistenza strutturale, dal momento che questi materiali hanno tensioni di rottura più alte.
La turbina eolica sviluppata ha rivoluzionato la gestione della parte elettronica e dell’energia. In caso di basso vento, il moto-generatore permette di portare la turbina a velocità superiori ai 50 rpm e di ottenere un autosostentamento già con 2 m/s di vento. Le massime prestazioni essa le ottiene però a 12 m/s, velocità oltre la quale un freno permette di modulare la velocità e di limitarla a 100 rpm.
Per ottimizzare i profili di base, Asotech ha utilizzato il software di simulazione Ansys-Fluent, che ha reso possibile iniziare le analisi preliminari 2D e 3D degli aspetti fluidodinamici complessivi. In questo modo sono state ottenute le curve di rendimento della turbina al variare della velocità del vento.
Successivamente lo staff tecnico Asotech ha risolto le problematiche di progettazione CAD e di verifica strutturale, dato dall’utilizzo dei materiali compositi.
Lo sviluppo della turbina ha coinvolto inoltre il dimensionamento e la verifica del palo di sostegno, che è stato realizzato ottimizzando le geometrie, così da offrire la più alta frequenza di risonanza possibile.
La macchina non impatta sull’ambiente da punto di vista acustico e, grazie al materiale composito con cui sono state realizzate le sue pale, resiste a venti forti superiori ai 60 m/s.
Il cliente ha potuto contare su un team di ingegneri, coordinati da un unico referente, per tutte le fasi di lavoro (progettazione, analisi fluidodinamica CFD e analisi strutturale FEM), evitando così di doversi rivolgere a più aziende o più interlocutori.
