Turbine Eoliche ad Asse Verticale: Efficienza del Design e Uso Domestico

Il vento è una delle fonti energetiche rinnovabili più convenienti. La maggior parte dei mulini a vento utilizzati ha un asse orizzontale, ma sono possibili anche design ad asse verticale. Questi hanno tipicamente costi operativi inferiori e facilità di manutenzione, il che li rende più adatti all'uso domestico. Esistono molti design ad asse verticale. Scegliere il design più efficiente garantirà i massimi benefici.

Asse Verticale

I mulini a vento ad asse verticale operano tramite il principio della portanza o della resistenza del vento. Non sono influenzati dalla direzione del vento poiché le pale ruotano secondo la direzione da cui soffia il vento. Sono anche in grado di resistere alla turbolenza. Queste proprietà permettono ai mulini ad asse verticale di essere costruiti più piccoli e più vicini al suolo.

Svantaggi

Numerosi mulini ad asse verticale non riescono ad auto-avviarsi a causa di una bassa coppia d'avviamento. Inoltre, nella maggior parte dei mulini ad asse verticale, la pala deve essere trascinata indietro attraverso il vento a ogni mezza rotazione. Questo ne riduce l'efficienza rispetto a un mulino ad asse orizzontale. Nonostante la loro idoneità residenziale, i mulini ad asse verticale non sono facilmente reperibili per l'acquisto domestico, da qui la loro popolarità come progetti fai-da-te.

Design Meno Efficienti

Il design Darrieus, chiamato anche mulino a uovo, contiene due o tre pale a forma di C. Ha un'alta velocità ma una bassa coppia, il che è indesiderabile in quanto richiede un avviamento manuale o meccanico. Il design Savonius ha una coppia più alta, ma le sue pale ruotano considerevolmente più lentamente delle velocità del vento in arrivo, rendendolo meno efficiente nella produzione di elettricità.

Design Più Efficienti

Diversi mulini ottimizzati sono stati sviluppati usando lo stesso principio del design Darrieus. Nel design a pale elicoidali, pale elicoidali sostituiscono quelle originali, riducendo i guasti al cuscinetto principale limitando la coppia pulsante. Il design cycloturbine ha pale che ruotano ad angoli variabili, minimizzando la resistenza della pala. Sebbene complesso, questo design è il più efficiente ed è anche capace di auto-avviamento.