Client
Ecolibrì srl
Category
Mechanical Design, CAE Analysis
Tags
Energy, Wind Power Solutions
Team
Riccardo Castagnoli
Riccardo Bonvicini
Marco Simonelli
Luigi Barile
Progettazione di una Turbina Eolica da 20 kW per Ecolibrì

Progettazione Turbina Eolica da 20 kW: Innovazione e Efficienza per Energia Rinnovabile

Ecolibrì, azienda con sede ad Agrate Brianza e attiva nel mercato eolico dal 2015, ha affidato ad Asotech la progettazione di una turbina eolica ad asse verticale da 20 kW per ampliare la sua gamma di prodotti ad alte prestazioni on-grid. La sfida consisteva nello sviluppare una turbina efficiente, economica, facilmente trasportabile, silenziosa e resistente a venti superiori a 60 m/s, con un impatto acustico e ambientale ridotto.

 

Il nostro team di ingegneri, coordinato dagli Ing. Davide Mavillonio, Ing. Luigi Barile e Ing. Riccardo Castagnoli, ha adottato un approccio multidisciplinare che ha integrato dimensionamento teorico, progettazione CAD avanzata, analisi strutturale FEM e verifica fluidodinamica CFD. Grazie a questa collaborazione, è stata realizzata una turbina innovativa e performante, capace di soddisfare pienamente le esigenze di Ecolibrì e di contribuire in modo significativo alla produzione di energia rinnovabile.

Riduzione della massa
della turbina

Aumento della
resistenza strutturale

Impatto acustico

e ambientale ridotto

 

Migliorata la resistenza
ai venti forti

Esigenza iniziale

Ecolibrì ha affidato ad Asotech la sfida di ampliare la propria gamma di turbine eoliche ad asse verticale, progettando un nuovo generatore da 20 kW con prestazioni superiori. Questa turbina eolica, pensata per il funzionamento on-grid, doveva garantire il supporto energetico a strutture già connesse a una rete elettrica, contribuendo all'erogazione di energia rinnovabile.

 

Le richieste di Ecolibrì erano chiare e ambiziose: sviluppare una turbina con costi di costruzione contenuti, facilmente trasportabile, sicura e silenziosa, con un impatto acustico e ambientale ridotto, e in grado di resistere a venti superiori a 60 m/s. Era fondamentale evitare fenomeni di risonanza distruttivi, garantendo un funzionamento stabile e sicuro in tutte le condizioni operative.

Soluzione

Per rispondere a queste esigenze, Asotech ha adottato un approccio multidisciplinare che ha coinvolto varie competenze ingegneristiche. Il progetto è iniziato con i primi dimensionamenti teorici, seguiti da dettagliate analisi fluidodinamiche 2D e 3D tramite il software Ansys-Fluent. Queste simulazioni hanno permesso di ottimizzare il profilo alare delle tre pale ad asse verticale, garantendo la massima efficienza aerodinamica e strutturale.

 

La scelta dei materiali è stata determinante per il successo del progetto. A differenza delle turbine precedenti da 3 kW e 10 kW, costruite in alluminio, la nuova turbina da 20 kW è stata progettata con pale in materiale composito. Il profilo principale in vetroresina, combinato con un rinforzo interno in fibra di carbonio, ha permesso di ridurre la massa della turbina e aumentare la sua resistenza strutturale, minimizzando le forze agenti sul sistema e assicurando una durabilità superiore.

 

Il sistema di controllo della turbina è stato rivoluzionato per massimizzare l'efficienza operativa. In condizioni di vento debole, il moto-generatore consente alla turbina di raggiungere velocità superiori a 50 rpm, permettendo l'autosostentamento già con venti di soli 2 m/s. La turbina raggiunge le sue massime prestazioni a 12 m/s, con un sistema di frenatura che modula la velocità e la limita a 100 rpm per garantire sicurezza e stabilità.

Vantaggi

Grazie alla collaborazione con Asotech, Ecolibrì ha ottenuto una turbina eolica all'avanguardia, che combina una struttura leggera e resistente con prestazioni elevate. Il progetto ha raggiunto l'obiettivo di offrire una turbina da 20 kW con costi di costruzione contenuti e dimensioni ridotte, ideale per il mercato on-grid. Il materiale composito utilizzato per le pale non solo ha migliorato la resistenza ai venti forti, ma ha anche ridotto l'impatto acustico e ambientale, rendendo la turbina ideale per installazioni in aree sensibili.

Un ulteriore vantaggio per il cliente è stato poter contare su un team di ingegneri altamente specializzati, coordinati da un unico referente. Questo approccio integrato ha permesso a Ecolibrì di seguire tutte le fasi del progetto - dalla progettazione CAD alle analisi fluidodinamiche e strutturali - senza doversi rivolgere a più interlocutori, ottimizzando tempi e costi.

For more info, contact:

Davide Mavillonio
Division Manager
CAE Dept.