Salve, sono Lido del blog Energia&Sviluppo. Io e Giuseppe abbiamo deciso di scambiarci ogni tanto degli articoli. Spero possa interessarvi quello che scriverò.
Come primo articolo ho deciso di scrivere una piccola guida che possa indirizzare i primi passi di coloro che vogliono avvicinarsi alla costruzione di una mini pala eolica.
Naturalmente non possiamo riassumere tutto l'argomento in un articolo. L'autocostruzione di un generatore eolico, infatti, è un argomento vastissimo e racchiude in sé molte discipline, dalla meccanica, alla fisica, all'elettronica, alla matematica ecc...
Cercherò quindi di indirizzare chi è alle prime armi in modo che possa almeno capire “cosa” cercare nel mare di informazioni che si trovano in rete.
Ecco quindi i passi da seguire per capire come ci conviene progettare la nostra turbina:
1 – Studiare il vento. Naturalmente come prima cosa bisogna capire il vento che abbiamo a disposizione. A seconda che ci sia un vento forte, debole, costante o con raffiche dovremmo adottare diversi modelli di pala per sfruttarlo al meglio. Per misurare il vento possiamo consultare i vari atlanti del vento che si trovano in rete oppure, per avere delle stime più realistiche e precise usare un anemometro (se ne trovano anche su eBay a prezzi accessibili)
2 – Scegliere l'elica. Una volta capito che vento dovremmo andare a sfruttare dobbiamo decidere che modello di elica vogliamo costruire. Le eliche si suddividono principalmente in due tipologie: ad asse orizzontale e ad asse verticale. Le prime sfruttano meglio venti costanti in quanto hanno bisogno di maggiore energia per iniziare a girare e quindi non sarebbero efficienti in condizioni di vento che soffia a tratti, inoltre possono essere danneggiate da raffiche di vento improvvise. Le seconde invece riescono a sfruttare venti più leggeri ed irregolari. Oltre al tipo di vento, però, la scelta può essere influenzata anche dallo spazio a disposizione e dall' esperienza del costruttore.
3 – Provare l'elica. Molti pensano erroneamente di progettare fin dall'inizio ogni componente della turbina. Questo sarebbe possibile se si avesse molta competenza teorica in materia. Se invece siamo agli inizi dobbiamo affidarci alla pratica e quindi ci conviene provare la nostra elica prima di decidere come realizzare il nostro generatore. Dobbiamo, cioè, capire come gira la nostra pala: se ha un moto continuo oppure a tratti, se ha molti giri/minuto oppure pochi, ecc…
4 – Progettare il generatore. Il generatore è la parte che trasforma l'energia cinetica (in questo caso la rotazione) della pala in energia elettrica. Il modo migliore per sfruttare una pala eolica è utilizzare un generatore a magneti permanenti (PMG). Se si vuole costruirlo si possono trovare alcune buone guide su internet. Sicuramente non è una passeggiata ma non è impossibile. La progettazione del nostro PMG deve essere fatta una volta che abbiamo capito quanti giri compie la nostra elica, da questo, infatti, dipendono dimensione e numero di magneti del generatore. Chi è proprio alla sua prima esperienza o non ha grandi pretese di efficienza può adottare altre soluzioni come per esempio un alternatore dell'auto, una dinamo delle biciclette o dei motori elettrici che si trovano in alcuni apparecchi elettrici.
5 – Effettuare le connessioni. L'elettricità generata con la turbina può essere usata in vari modi. Chi lo fa per hobby e gli basta far accendere una lampadina, chi vuole caricare delle batterie, chi vuole scaldarci dell' acqua e chi vuole immetterla in rete. L'argomento del riversare in rete l'energia generata da una pala eolica è complesso e merita di essere affrontato in modo specifico. Come dicevo questa invece vuole essere una breve guida generica e quindi vediamo in sintesi i componenti di cui abbiamo bisogno per sfruttare l'elettricità prodotta:
Batterie
Necessarie per immagazzinare l'energia. Inoltre regola il voltaggio del sistema che altrimenti varierebbe con la velocità del vento, danneggiando il sistema. Si possono usare le batterie per auto o moto, ma è conveniente usare batterie di capacità maggiore. Le batterie per auto inoltre sono progettate per essere scaricate solo parzialmente per cui non sono molto adatte allo scopo.
Controller di carica
Devia il flusso della corrente su degli elementi che possano disperdere energia, ad esempio delle lampadine o delle resistenze termiche quando la batteria è completamente carica.
Inverter
L'inverter consente di trasformare la corrente continua a basso voltaggio che esce dalla batteria (di solito 12 V) in corrente alternata a 220-240V.
Ecco un immagine che chiarisce meglio la composizione dei collegamenti:
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