Volano ad espansione automatica 

Dobbiamo constatare che gli impianti eolici vengono messi fuori esercizio ad ogni tempesta, al fine di evitare dei danni. Nell'internet ho persino trovato un film, dove un grande impianto eolico è letteralmente esploso sotto una raffica di vento. Il suo numero di giri era troppo alto.

Questi danni infatti subentrano a causa di un elevato numero di giri. Ciò nonostante non sono riuscito a trovare una soluzione di volano adatta a diminuire il numero dei giri.

Ma si deve poi proprio buttar via tutta quella bella energia che ci offre una tempesta? Una tempesta sviluppa una enorme quantità di energia che si dovrebbe poi poter tramutare in energia elettrica.

Cosi ho pensato quanto segue:
Integriamo dietro l'elica, sull'asse principale, un volano che si estende a seconda del numero dei giri per forza centrifuga, e cosi si autoregola da se. Un certo volano dovrebbe esistere già da tanto, ma purtroppo non ho trovato niente in internet. Forse lo trovate voi?

Vantaggi:
• Durante le raffiche di vento si sviluppa una compensazione. I giri dell'elica vengono così limitati.
• Si può sviluppare così un dterminato numero di giri massimo, senza perdere dell'energia, dato che il volano che si estende, accumula l'energia in se stesso.

Svantaggi:
• L'impianto diventerà più pesante e necessiterà di più sostanza edile.
• Leggera perdita di energia sui cuscinetti maggiorati dell'asse centrale, che però si riguadagna più volte in caso di forte vento.

Ma come si potrebbe costruire un certo volano?

Eccovi un esempio di come inizierei io:

Nella figura soprastante ho disegnato questo volano con 4 segmenti autoregolanti. Naturalmente potrebbero essere anche solo 2 o 3, ma anche 20. Il numero giusto dei segmenti si dovrebbe poi poter determinare durante dei test reali.

I vantaggi sono chiari: In caso di forte raffiche di vento l'elica aumenta la sua velocità. La forza centrifuga nel volano fa estendere i pesi verso l'esterno e cosi aumenta il diametro del volano stesso. Di conseguenza l'elica non può aumentare troppo il numero di giri. Inoltre il volano più grande accumula ora energia cinetica. Questa energia poi passa in maniera più regolare verso il generatore, quando la raffica di vento si addebolisce.

Ciò significa che quando il vento diminuisce tra due raffiche, allora i pesi rientrano pian piano verso l'interno, il diametro del volano diminuisce. In tal modo il volano "trasferisce" la sua energia cinetica verso il generatore in maniera regolare e proporzionata, senza poi perdere troppi giri ed essere già pronto alla prossima raffica di vento a passare a più giri.

Ulteriore Variante:

In questo tipo di volano autoregolante, gli elementi di estensione si aprirebbero lateralmente. Mentre nel volano più in alto gli elementi si scansano verticalmente verso l'esterno dal punto di vista dell'asse.

Io credo che la funzione esatta si potrebbe sviluppare con delle forti molle, al fine di far ritirare gli elementi in caso di vento debole e permettere comunque un numero di giri sufficiente per il generatore. Gli elementi del volano dovrebbero essere liberi su ambedue i lati.

Il bilanciamento di questo volano potrebbe però causare dei seri problemi. D'altronde mi potrei immaginare che delle molle ben posizionate, e degli elementi ben costruiti, potrebbero riprendere il bilanciamento ed equilibrio del volano stesso.

La mia opinione personale

Un volano che si espande secondo la forza centrifuga potrebbe essere una buona soluzione per piccole eliche e turbine eoliche a mantello. Per le turbine a vento di generatori eolici questo volano potrebbe costituire un plusvalore energetico.

L'unico problema lo vedo nel bilanciamento ed il suo equilibrio. Ma forse si auto-bilancia da se, se costruito bene, dato che i pesi, tramite la forza centrifuga, vengono spostati verso l'esterno Ma probabilmente bisogna dapprima trovare una tecnica di autoregolazione del bilanciamento. Forse qualcuno di voi ha una bella idea già pronta.

© 2008 Pierluigi Peruzzi-Damasco - last update 22.11.2009
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