27 OTTOBRE 2011
5.
Riassunto
I grandi generatori eolici a tre pale installati in tutto il mondo non sono quelli né più economici, né più funzionali. Tuttavia sono i migliori per fare soldi da parte di chi li vende e da parte di chi li compra, perché generalmente non si conosce il loro principio di funzionamento, né si conoscono gli altri tipi di generatori migliori.
Una volta andai ad ascoltare una conferenza sulle energie alternative, tenuta da un importante dirigente di ....(importantissimo movimento ecologico nazionale…..): costui, mostrando una foto di un generatore eolico, la accompagnò con enfasi presentandolo come una modernità capace di sfruttare anche i venti a bassissima velocità.
Pur non essendo io un polemista, sentii l’impulso di chiedere la parola e dissi pertanto, al blasonato personaggio, che la foto in argomento riguardava un Darrieus.
Dal coro di :”Cosa?” dedussi che neanche in platea nessuno aveva mai sentito tale nome.
Un nome che doverosamente ripetei in modo più scandito, precisando che era il nome di un motore a vento inventato quasi un secolo fa e che, oltre a non essere né nuovo né meraviglioso, funzionava bene solo con grandi velocità del vento (e non certo con basse velocità del vento).
L’esimio rappresentante si limitò a non replicare…
Nel mese di ottobre 2011, su una importante rete televisiva della RAI, si dette con enfasi la notizia che un famoso architetto aveva “ridisegnato” un nuovo tipo di elica con conseguenti eccezionali prestazioni (ovviamente non quantficate) e con costi che erano “solo” una decina di volte maggiori delle normali eliche…
Questi fatti, erano una macroscopica conferma di ciò che avevo già avuto modo di constatare e cioè che: “L’eolico: un modo di produrre energia di cui tutti parlano e di cui pochi sanno veramente cos’è”.
Per questo ho ritenuto opportuno scrivere quanto segue.
Quando si pensa ai generatori di elettricità che sfruttano il vento, vengono in mente le grandi torri eoliche a tre pale, usate ormai in tutto il mondo.
Il fatto che in tutto il mondo vengano usate tali gigantesche eliche a tre pale, è comunemente ritenuta una garanzia della loro efficienza, della loro convenienza.
Invece non è così; i grandi generatori eolici a tre pale sono diffusi solo perché, in tutto il mondo, la politica è interessata ai grandi appalti da trattare con poche persone; grandi industrie rese famose dalla pubblicità che si fanno da sole; tanti soldi da dividere tra poche persone.
Tali grandi generatori eolici a tre pale sono paragonabili ai semafori. Anche i semafori, infatti, sono usati in tutto il mondo, ma non per questo sono una cosa giusta.
Il fatto che spegnendo i semafori si crei il blocco del traffico, non significa che il traffico non possa essere gestito in altri modi migliori che non richiedano i semafori.
Sono infatti proprio i semafori che creano il caos viabilistico in qualsiasi città in cui siano presenti. Per contro, è dimostrato che i semafori potrebbero essere eliminati adottando la tecnica viabilistica da me inventata e illustrata sul mio canale di You Tube www.youtube.com/poetarolando
Ogni giorno giornali e televisioni ci dicono che l’energia è un grave problema, perché è poca, perché costa troppo, perché inquina, eccetera.
Ma ci dicono cose false, perché nel vento, nel sole, nelle onde del mare c’è un’energia migliaia di volte maggiore di quella consumata nel mondo, e ci sono anche invenzioni o macchine capaci di utilizzarla che vengono osteggiate da chi guadagna nel lasciare le cose come stanno.
I giornalisti d’altronde non sono tecnici; il loro compito è quello di amplificare acriticamente solo le notizie che ricevono da persone “preposte” che provvedono ai loro pingui stipendi.
Conseguentemente, per avere nozioni sull’eolico che siano più obbiettive, è utile sapere quanto segue.
Considerando l’energia eolica da un punto di vista teorico, si ha che tale energia è l’energia cinetica, cioè l’energia posseduta da qualsiasi cosa che sia in movimento; tale energia è data dalla metà del prodotto aritmetico tra la massa posseduta dal corpo e la sua velocità elevata matematicamente al quadrato;
cioè E = 1/2 m x v2
Anche una certa quantità di aria in movimento, quale è il vento, possiede pertanto tale energia cinetica. Questa energia cinetica, tuttavia, è caotica; per poterla utilizzare sono necessari congegni meccanici che siano capaci di catturarla, concentrarla, per far ruotare un "albero motore".
Questi congegni meccanici sono le turbine. Le turbine, tuttavia, non sono espresse solo da eliche.
Anche nell’idraulica, vediamo storicamente e scientificamente che esistono, sì, turbine paragonabili alle eliche (quali sono le turbine Francis e Kaplan) ma anche altre turbine (le turbine Pelton) che, pur essendo assolutamente diverse dalle eliche, offrono uguale rendimento massimo: 85%.
Un rendimento dell’85% significa che la turbina, investita da un’energia 100 riesce a trasferirne 85 su un albero motore (un grosso perno che gira per muovere qualcosa…) perdendone 15.
Dopo queste premesse basilari, si può meglio capire che cos’è un generatore eolico. Innanzi tutto si capisce che si può estrarre dal vento la sua energia cinetica, o meccanica, con qualsiasi tipo di marchingegno, e quindi non solo con le eliche.
Istintivamente, si pensa pure che sarebbero da preferirsi marchingegni che abbiano il massimo rendimento. Su questo aspetto nasce tuttavia un grosso equivoco, o imbroglio, mediante il quale si legittima l’adozione delle comuni grandi eliche a tre pale.
Infatti, si sceglie sì il marchingegno (le eliche) che teoricamente ha un grande rendimento, ma non si dice che nel settore eolico il rendimento è un aspetto poco importante. Non si dice cioè che, nel settore eolico, è importante estrarre dal vento una potenza che sia la massima possibile con un costo che sia il minore possibile.
Il rendimento di una turbina, o di una macchina in genere, è infatti importante solo quando la fonte della potenza è limitata o costosa. Il rendimento del motore di un’automobile è importante perché la benzina (la fonte) da cui esso ricava la potenza è costosa, ovvero perché meno se ne consuma meno si spende.
Così pure il rendimento di una turbina idraulica è importante, perché l’acqua (la fonte) che la muove è limitata alla quantità contenuta nel bacino idroelettrico creato dalla diga sovrastante, per cui meno se ne spreca più potenza si riuscirà ad avere da tale quantità di acqua.
Nel caso delle turbine a vento, o generatori eolici, o eliche, invece, il loro rendimento è poco importante, perché il fronte del vento è praticamente illimitato: basta infatti aumentare la superficie esposta al vento per "compensare" qualsiasi esiguità di rendimento di un generico "marchingegno", o aeromotore, o motore a vento con cui si estragga energia dal vento.
Ciò che conta, in qualsiasi motore a vento, è solo la potenza che esso eroga; il suo rendimento ha poca importanza. Per esempio, un’elica può avere un rendimento del 50%, mentre un altro tipo di motore a vento può avere un rendimento del 10%.
Ciò significa che a parità di energia 100 contenuta nel fronte del vento utilizzato (sezione maestra, sezione utile), l’elica produrrà una potenza 50 mentre l’altro motore a vento produrrà solo una potenza 10.
Ma ciò, perché si è fatto un paragone ipotizzando una superficie esposta al vento che fosse uguale tra i due tipi di motore a vento; un paragone che non ha alcun motivo per essere fatto, giacché il fronte del vento disponibile è liberamente aumentabile.
È infatti sufficiente che il "marchingegno" con il citato basso rendimento 10% offrisse al vento una superficie 6 volte più grande di quella esposta dall’elica ed esso erogherebbe una potenza 60, che è dunque maggiore della potenza 50 erogata dall’elica.
Il problema, pertanto, non sta nel rendimento dei motori a vento, ma nella loro possibilità di aumentare la superficie che essi sono capaci di esporre al vento in un modo che sia economicamente conveniente. È infatti tale superficie (metri quadrati) che, moltiplicata per la velocità del vento (metri al secondo), definisce la quantità di aria o portata in(metri cubi al secondo); una quantità che, con la sua massa (proporzionale al peso specifico), può esprimere la citata energia cinetica da cui deriva la potenza disponibile.
La potenza è, infatti, il rapporto tra l’energia ed il tempo in cui essa si scarica; pertanto, una stessa energia sviluppa una potenza che è tanto maggiore quanto minore è il tempo in cui essa viene applicata.
E qui vengono fuori tutti i difetti delle eliche. Innanzi tutto, le pale delle eliche hanno un profilo che offre il massimo rendimento solo facendole operare ad una specifica velocità di ingresso, o velocità del vento; ciò significa che le eliche esprimono una funzionalità decente (che giustifichi i loro costi) solo dove esistono venti ad una velocità costante che sia quella di massimo rendimento.
Se tale velocità aumenta (vento più forte), le pale sbattono trasversalmente sul citato profilo delle pale e fanno perdere potenza; se il vento è più debole, esso non conferisce al profilo delle pale la necessaria velocità periferica, per cui tale vento passa liberamente tra di esse senza produrre potenza.
La superficie offerta dalle eliche al vento è un cerchio, ma di tale cerchio la parte che produce potenza è solo una sua corona circolare periferica; la zona centrale del cerchio spaziato, infatti, non è utilizzabile perché in essa le pale si muovono troppo lentamente.
Aumentare la superficie utile di un’elica significa, pertanto, costruire un’altra elica che sia progettata specificamente: ovviamente con costi altissimi, che vengono ridotti costruendo eliche tutte uguali…che conservano però i loro intrinseci difetti!
Nel senso che se si vuole una potenza doppia da un’elica, non si costruisce un’elica con una superficie utile doppia, bensì si costruiscono due eliche, con costi ovviamente doppi; eliche che, peraltro, possono essere fruttuosamente installate solo in zone particolari dove il vento sia adatto al progetto con cui sono state costruite (in pratica, vento forte).
Tale problema tuttavia non viene minimamente considerato, giacché nel settore eolico è stato creato appositamente il monopolio delle eliche.
Questo gravissimo inconveniente delle eliche è invece risolto da un marchingegno funzionante secondo principi differenti da quelli dell’elica: il motore a vento a pale pendolari.
Questo motore a vento (o turbina eolica) è stato inventato da me negli anni 70; esso è espresso da tre tipologie, il cui perfetto funzionamento è stato dimostrato mediante prototipi.
Tali tre tipologie sono illustrate da modelli realizzati con pale di colori differenti, per distinguerle tra esse.
Quello con pale BIANCHE è del tipo a "reazione elastica"; quello con pale BLU è del tipo a "reazione inerziale"; quello con le pale GIALLE è del tipo a "battuta di base".
La documentazione tecnica completa di essi è illustrata nei brevetti specifici, che sono di pubblico dominio.
Tutti questi tre tipi di motori a vento hanno la proprietà di poter esporre al vento superfici che sono incrementabili liberamente in funzione della potenza ad essi richiesta.
Il loro rendimento è soddisfacente per qualsiasi velocità del vento e consentono pertanto di sfruttare anche le basse velocità del vento.
Il loro costo è molto inferiore a quello di eliche con pari potenza di picco.
Essi possono avvalersi di strutture di sostegno semplicemente appoggiate al suolo, perché i loro rotori sono sviluppati in un piano orizzontale vicino al suolo.
Essi sono perciò adatti a fornire le usuali potenze domestiche, potendo essere installati su giardini, tetti e terrazze. Essi si prestano dunque a caricare le batterie elettriche di biciclette, di motociclette, di automobili private, per viaggiare con energia praticamente gratuita, prelevata dalla propria abitazione.
I modelli di questi tre tipi, contraddistinti dai colori bianco, blu, giallo, sono illustrati dai tre filmati specifici, presenti sul mio citato canale www.youtube.com/poetarolando dai quali si possono rilevare i differenti concetti teorici alla base del loro funzionamento.
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