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Furio57.
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Ciao a tutti 
Visto che è di interesse generale la costruzione di un generatore eolico vediamo di fare "due conti" per capire quanta potenza è disponibile quando soffia il vento.
Ovviamente la potenza che è disponibile dipende dalla velocita del vento, dalla densità dell' aria che varia a seconda dell' altitudine e dall' ammontare della turbolenza. Questa ultima è molto difficile da quantificare pertanto è buona norma non avere nulla intorno alla turbina stessa, compresa una buona distanza da terra.
La potenza disponibile ad una data velocità di vento con buona approssimazione può essere espressa con la seguente formula:
P=1/2 per la densità dell' aria per la velocità dell' aria al cubo.
La potenza P è espressa in Watt per metro quadrato.
La densità dell' aria è espressa in Kilogrammi per metro cubo
La velocità dell' aria in metri per secondo
La densità dell' aria per una temperatura di 25 gradi centigradi al livello mare è di circa 1,3 Kg metro cubo.
Da notare che la potenza varia con il cubo della velocità del vento. Questo significa che ogni volta che raddoppia la velocità del vento, si incrementa la potenza disponibile per un fattore di 8.
................................................................. TABELLA DI COMPARAZIONE
VELOCITA' DEL VENTO m/sec...................1.........2...........4,5..........6,6..........9
POTENZA DISPONIBILE Watt......meno di 1.........5.......... 60..........175........475
Ma quanta energia possiamo estrarre dal vento?
Un certo Sig. Albert Betz ha dimostrato che il limite massimo è il 59,25% dell' energia disponibile.
Questo vuole dire che con un vento di circa 16 Km/h e quindi con una potenza di 60 Watt per metro quadro, possiamo avere disponibile una potenza di circa 35 Watt.
In pratica nessuna turbina arriva al limite massimo di Betz, infatti una buona turbina commerciale normalmente ha il 40% di rendimento considerando anche un buon alternatore con un 90% di rendimento, attriti vari che devono essere minimi, il tutto si riduce al 20/25% max.
Questo è il rotore per il generatore eolico in costruzione
Vediamo che potenza se ne può ricavare:
Consideriamo la massima velocità del vento, dalla tabella vediamo che a 9 m/s la potenza è 475 Watt
Consideriamo l' efficienza di una "buona" Savonius 25%, la potenza diventerà 118,75 Watt al metro quadro
La superficie di una singola pala di questo rotore e di 0,46 metri quadri ciò vuol dire che avremo sulla girante 118,75 per 0,46 = 54,6 Watt
Considerando l' efficienza dell' alternatore e perdite varie con un' efficienza del 90% la potenza erogata sarà 54,6 per 90% = 49 Watt
Considerando che le giranti sono due calettate sullo stesso albero, con buona approssimazione la potenza disponibile sarà di circa 100 Watt.
Ecco come viaggiano i filetti fluidi dell' aria in una savonius, il vento arriva da sinistra.
Spero di aver chiarito un po' le idee in merito alla progettazione di un generatore eolico.
Un salutone
Furio57
Edited by Furio57 - 23/9/2004, 09:43.
LA POTENZA DISPONIBILE DAL VENTOCome calcolarla |