TURWIND, la Turbina Eolica

[enervento]

Salve a tutti,

insieme a un amico abbiamo sviluppato una turbina eolica che potete vedere qua

Noi pensiamo che una macchina della dimensione del video possa produrre 0.4-0.6 kw di potenza a 5m/s.

Il sistema va ottimizzato e poi vorremmo produrlo, all'inizio per il settore del microeolico.
C'è qualche appassionato che ha interesse a portare avanti la cosa con noi? Gli studi e le prove da fare sono parecchie e cerchiamo rinforzi!

*********

In ogni caso fatemi sapere cosa ne pensate della nostra macchina, che abbiamo chiamato TURWIND in onore dell'amico che l'ha pensata.

[enervento]

Anybody in? accetto critiche anche cattive sul prototipo. Mi interessa sapere che ne pensate!!!

Grazie

[Wilmorel]

Ciao Enervento
Concettualmente si tratta di una variante ad asse orizzontale e multipala del tipo Savonius, con l'aggiunta di un imbuto di convogliamento e di schermo per il mezzo rotore controvento.


Non voglio assolutamente minimizzare la tua opera, ma una macchina con caratteristiche similari, ad asse verticale, fu costruita in Svizzera parecchi anni or sono. Puoi trovare la descrizione e foto su un vecchio manuale della Longanesi "Energia del vento" credo.
Una altra macchina simile è stata industrializzata molto di recente da una ditta Campana, di Napoli, forse. Purtroppo in questo momento non sono in grado di citare modello e nome del costruttore, ma dovrei riuscire nella ricerca.
Come pensi di orientare la macchina?
Se non la disponi su di una sorta di giostra, opportunamente eccentrica o con una deriva, non riuscirai ad orientarla in automatico.

[enervento]

Grazie per la risposta Wilmorel. Se ti vengono in mente i dati della ditta campana se vuoi fammi un fischio. Ma se è quella ditta campana che ho visto anche io allora è possibile che ti confondi. Loro di fatto producono una savonius. Il turwind non è una savonius; per esserlo doverebbe girare al contrario di come gira, concordi?
Tieni conto che quello del video è un prototipo che abbiamo realizzato al risparmio. Perche la macchina possa sempre disporsi a favore di vento basta metterla su un piatto rotante, che poi andrà su un traliccio o un palo. Perchè si disponga al vento mettiamo una specie di piano di coda, un timone verticale. Non credo che servirà l'eccentricità.
Il punto di forza è che l'imbuto accelera l'aria che viene convogliata sul rotore. La forma delle pale fa si che si comportino come un'ala di aeroplano che continuamente cabra.
Il tutto poi è producibile industrialmente in maniera semplice ed economica: il rotore può essere stampato in plastica e il supporto e l'imbuto sono lamiera piegata e ferro tagliato, che non richiedono tagli di precisione o troppa manodopera, anche per l'assemblaggio.
Abbiamo immaginato delle torri eoliche, come quelle che vedi qua. Un'altra verisone del turwind, a 2 vie, è disegnata qua. Che ne pensi?

[mulinaro]

Mha !!!
Vdeo il filmato con titolo "turbina ad effetto Magnus e Venturi"
Dove è l'effetto Magnus in quella Savonius modificata???

[enervento]

ciao, grazie per la risposta.

Voglio essere chiaro: la savonius non c'entra proprio niente col turwind. ma niente niente niente! il principio è differente, anche se la forma può trarre in inganno e ricordare la savonius.

Spiego:
il turwind si può scomporre in 2 funzioni aerodinamiche.

La prima è realizzata dal carter, l'imbuto: questo serve per accelerare l'aria che investe il rotore.L'aria in ingresso aumenta la sua velocità per mantenere la portata costante (bernoulli). La distribuzione della pressione atmosferica dovrebbe essere la seguente : all'ingresso dell'imbuto si ha P (pressione atmosferica), nella sezione all'imbocco del rotore si ha P - DP (venturi). Quindi, all'imbocco del rotore la pressione è più bassa che nella zona interna sottostante il rotore, che dovrebbe essere sempre P (o più). Già questo, che è solo una mia supposizione totalmente da verificare sperimentalmente, è un vantaggio. Vantaggio che, credo, è assimilabile al modello di magnus del cilindro che ruota in un fluido. L'effetto magnus è noto nello sport per la traiettoria che prendono le palle quando girano. La spiegazione della traiettoria è che, vista in sezione, mezza palla accelera l'aria che la circonda, l'altra metà la frena, generando così una differenza di pressione sulle due semipalle che spinge la palla nella direzione, partendo dal centro palla, che va verso la superficie a pressione più bassa. Se tieni ferma la palla allora si vede che è l'aria a pressione più alta che si sposta verso la superficie a pressione più bassa. E' un effetto che genera anche la resistenza indotta sui profili alari, che a volte in fase di atterraggio si vedono anche visivamente. Le chiamano anche trecce di berenice.

La seconda funzionalità è data dal rotore le cui pale sono assimilabili, presa una alla volta, a una ala di aeroplano che cabra fino a stallare.

Savonius non c'entra perchè le pale della savonius lavorano solo in pressione e mai in depressione. Per certi versi il rotore funziona più come una Darrieus multipala.

[Wilmorel]

Grazie per la risposta Wilmorel. Se ti vengono in mente i dati della ditta campana se vuoi fammi un fischio. Ma se è quella ditta campana che ho visto anche io allora è possibile che ti confondi. Loro di fatto producono una savonius. Il turwind non è una savonius; per esserlo doverebbe girare al contrario di come gira, concordi?
Tieni conto che quello del video è un prototipo che abbiamo realizzato al risparmio....qua. Che ne pensi?

Ciao Enervento
Ho letto le tue obiezioni e visto il video.
Ribadisco che a mio parere si tratta di una turbina a "resistenza" cioè che funziona attraverso la spinta che la corrente d'aria imprime alle pale esposte, e incrementata dall'effetto Venturi dell'imbuto e dalla schermatura delle pale che "risalgono" il vento.
Anche in una semplice Savonius, la turbina ruota nello stesso senso della tua turbina.
Per dirla in altre parole, in entrambe, la concavità delle pale "scende" il vento (moto concorde), mentre ovviamente la convessità delle pale "risale" il vento, (moto contrario).
Puoi facilmente intuire questo effetto dal momento che una pala che espone la concavità al vento ha un coefficiente di resistenza aerodinamica assai superiore a quella di una pala che espone la convessità al vento.
Convengo con te che la turbina e gli accessori possono essere realizzati con materiali poveri e risultare complessivamente piuttosto economici.
Daccordo anche con la necessità di una timoniera o deriva per orientarla. La eccentricità che citavo è alternativa ma non altrettanto efficace di un timone.

Ti allego un link per le turbine New Tak - Geol costruite a Napoli ed inoltre il link ad un paio di video della turbina Maglev. Altri video non sono pertinenti, ma li ho aggiunti per il piacere di rendere partecipi gli utenti del forum ad alcune belle turbine...

Newtak | Home - Home Newtak Energy fornisce prodotti, tecnologi...

http://www.youtube.com/watch?v=8T28VkMZFIs

YouTube - VAWT 10 KW Low Wind Turbine

YouTube - Maglev Wind Turbine

YouTube - wind turbine vertical axis rotor

YouTube - 500 watt VAWT

YouTube - RaceCom v. Savonius -- Efficiency test

YouTube - Low Wind 50KW to 250KW Wind Turbine Efficiency Test

YouTube - Vertical Axis Wind Turbine with Casing

YouTube - Maglev Wind Turbine

YouTube - wind turbine vertical axis rotor

YouTube - 500 watt VAWT

YouTube - RaceCom v. Savonius -- Efficiency test

YouTube - Low Wind 50KW to 250KW Wind Turbine Efficiency Test

[enervento]

Ciao Wilmorel,

grazie per i video. Alcuni non li conoscevo e sn molto intressanti.
Non concordo che il rotore del turwind lavora solo a resistenza, per quello che ho spiegato. Nell'anno nuovo dovremmo riuscire ad andare a provarlo in galleria del vento, così ci togliamo il dubbio

Aggiornerò il post coi risultati.
Saluti

[enervento]

Se qualcuno in zona Milano è interessato a portare avanti lo studio si faccia avanti. Cerchiamo persone che vogliano divertirsi, imparare insieme e magari creare anche qualcosa di interessante. Il titolo di studio e l'età non contano, conta la passione.

[enervento]

Ciao a tutti,

volevo aggiornarvi brevente su come sta andando. Nei proissimi giorni spero di riuscire a postare qualche foto e video ma....purtroppo....bhè insomma, Wilmorel docet! Ragazzo sei un manico: abbiamo fatto un pò di prove in galleria del vento, in totale 21 prove a 5 e 8 m/s di vento libero e la turbina in effetti lavora a resistenza. Tra l'altro, una cosa interessante è che tutto l'ambaradan per accelerare il vento in realtà è ininfluente. Credo che la motivasione sia nel fatto che per avere una accelerazione dell'aria in ingresso bisogna calcolare bene la pendenza critica, alrtimenti il moto diventa troppo turbolento e il convogliatore diventa un 'tappo'. Interessante vedere che semplicemente controventando la parte in risalita del vento, il numero di giri al minuto della turbina aumenta del 20 %. Ma oltre questa miglioria, altri benefici non ne abbiamo avuti.

[Wilmorel]

Ciao Enervento
Mi spiace che i risultati delle prove non siano soddisfacenti.
Tuttavia, questa esperienza, in apparenza negativa, credo valga il tempo e i quattrini spesi.

Attendiamo le foto.

[Dynoc]

Tra l'altro, una cosa interessante è che tutto l'ambaradan per accelerare il vento in realtà è ininfluente. Credo che la motivasione sia nel fatto che per avere una accelerazione dell'aria in ingresso bisogna calcolare bene la pendenza critica, alrtimenti il moto diventa troppo turbolento e il convogliatore diventa un 'tappo'.

ebbhè!

Interessante vedere che semplicemente controventando la parte in risalita del vento, il numero di giri al minuto della turbina aumenta del 20 %. Ma oltre questa miglioria, altri benefici non ne abbiamo avuti.

quindi mettendo semplicemente uno schermo, senza forme particolari ne nulla?
allora forse conviene ritornare alla "savonius" in verticale, che si può sfruttare il vento da tutte le direzioni senza troppi problemi, bisogna vedere se conviene far diventare la turbina direzionale, per aumentare la scarsa efficineza di tale turbina.

-D-

[enervento]

Esatto, basta uno schermo. Credo che l'effetto che produce sia duplice: oltre a controventare, fa anche l'effetto 'cassone del camion' (famoso no ? ), cioè i vortici prodotti dal lato esterno dello schermo aiutano la rotazione. Bhò, forse è fantascienza.
A proposito, ecco le foto..anche se qui è quando l'abbiamo montato....la sessione di prove con gli schermi non l'ho ancora scaricata ma credo che la metterò sotto lo stesso link.....sooner or later!!
Se qualcuno se lo chiedesse...la bambina pesa 60 kg! Lo so..che devo fare, ci è venuta abbondante...ma il peso influisce sollo sulla reazione alle sollecitazioni che sarà più lenta e magari nel misurare la coppia di spunto questa verrà un pò più bassa di un modello eventualmente più leggero...ma sono cose di cui si può tenerne conto.


PERO' mi è già venuto in mente un'altro modo di fare la cosa!!! ma non ve la dico subito :P

Comunque, c'è un tizio che sta praticamente copiando (enatek)....averceli i suoi soldi per sperimentare mannaggia!! Quanto mi diveritrei!!!

Comunque sbagliando, come dice il mitico Wilmorel, si imparano tante cose. Se vi interessa e magari non lo conoscevate vi giro il link al sito di un prof americano in pensione. Gli ho scritto e, oltre a qualche consiglio, mi ha mandato il dvd di tutto il suo ultimo corso all'università sulla progettazione delle turbine eoliche, gratis!! Poi ha anche il suo libro che si può scaricare e volendo, dice che uno lo può anche vendere. Pensavo di tradurlo, almeno le parti più importanti, e integrarlo delle varie esperienze ed esperimenti. Potrebbe essere interessante? Vedremo.....ci vuol tempo!

[Wilmorel]

...
Se vi interessa e magari non lo conoscevate vi giro il link al sito di un prof americano in pensione....

Hai condiviso un ottimo link.
Grazie!

[Stregatto]

una cosa interessante è che tutto l'ambaradan per accelerare il vento in realtà è ininfluente. Credo che la motivasione sia nel fatto che per avere una accelerazione dell'aria in ingresso bisogna calcolare bene la pendenza critica, alrtimenti il moto diventa troppo turbolento e il convogliatore diventa un 'tappo'.

Anch'io ci avevo pensato. Visto che l'energia contenuta in una corrente d'aria è proprorzionale al cubo della velocità, se per esempio la corrente viene costretta in metà sezione la potenza dovrebbe aumentare di 8 volte e la potenza per mq. iniziale di 4 volte.
Sembra un po' il moto perpetuo e dunque NON PUO' funzionare. Ipse dixit.
Qualcuno mi ha fatto un ragionamento che l'aria, proprio perchè deve accelerare, deve prima rallentare perchè è come se ci fosse un ostacolo, e io ci credo anche se non sono mai riuscito a confermarlo teoricamente. I tuoi risultati comunque me lo confermano.

PS Anche quando l'aria colpisce un motore a vento perde di velocità perchè l'energia cinetica persa viene trasformata in enrgia meccanica. Ma se rallenta, deve aumentare la sezione d'uscita in modo da conservare la portata in volume. E non di poco, perchè se perde il 50% dell'energia cinetica deve perdere circa il 30% della velocità; cioè la sezione d'uscita aumenta del 40%. E' giusto ?

[che21!]

Ciao a tutti
Ciao enervento .MI piacerebbe provare una mia idea in galleria del vento.di dai qualche dritta vista la tua esperienza.?

[enervento]

ciao stregatto, scusa se sarò impreciso

nch'io ci avevo pensato. Visto che l'energia contenuta in una corrente d'aria è proprorzionale al cubo della velocità, se per esempio la corrente viene costretta in metà sezione la potenza dovrebbe aumentare di 8 volte e la potenza per mq. iniziale di 4 volte.
Sembra un po' il moto perpetuo e dunque NON PUO' funzionare. Ipse dixit.

direi che l'osservazione è sbagliata. Quella che si conserva è lenergia, non la potenza e tra le 2 c'è di mezzo il tempo, cioè la velocità.

Qualcuno mi ha fatto un ragionamento che l'aria, proprio perchè deve accelerare, deve prima rallentare perchè è come se ci fosse un ostacolo, e io ci credo anche se non sono mai riuscito a confermarlo teoricamente. I tuoi risultati comunque me lo confermano.

non so bene da dove partiva quel ragionamento. sono convinto che i miei risultati sono stati quelli per motivi di forme aerodinamiche, nel senso che non è facile convogliare l'aria in maniera efficiente a velocità così relativamente basse. Ad esempio, questi signori, a quel che dichiarano, ci sono riusciti. Poi c'è un altro che ci sta provando: googla venturbina enatek. Insomma, voglio dire che teoricamente è possibile accelerare l'aria in ingresso, tecnicamente non so...

S Anche quando l'aria colpisce un motore a vento perde di velocità perchè l'energia cinetica persa viene trasformata in enrgia meccanica. Ma se rallenta, deve aumentare la sezione d'uscita in modo da conservare la portata in volume. E non di poco, perchè se perde il 50% dell'energia cinetica deve perdere circa il 30% della velocità; cioè la sezione d'uscita aumenta del 40%. E' giusto ?

e' il discorso di prima, consevare la portata in volume vuol dire che si deve conservare l'energia, perchè energia = massa, a meno di una costante (E = mc2). E, tramite la densità, massa = volume. L'esempio numerico però non l'ho capito. I numeri assomigliano molto al modello di Betz. Come li hai ottenuti?

MI piacerebbe provare una mia idea in galleria del vento.di dai qualche dritta vista la tua esperienza.?

ciao che21, bhè la mia "galleria del vento" è una turbina trifase da 3 kw che sputa aria a 12 m/s da un bocchettone di uscita che è 60x60 cm. Ho convogliato il flusso con un pò di lamiera e dei pannelli truciolari. Poi ho posto la turbina a vento nella zona davanti al bocchettone dove, senza turbina, ho misurato circa 5m/s. Insomma, la mia galleria è del tipo S : spannometrica

però, per chi è interessato, sul sito della nasa ci sono delle lezioni molto belle sull'aerodinamica e anche sulle gallerie del vento.
Mi ero informato per la galleria del vento, quella seria, del poli di milano. Siccome l'utilizzo costa solo 6000 euro/giorno, ho optato per il tipo S.

[che21!]

6000Euro/gg =12 settimane bianche =72 giorni di vacanza . Fra l'altro credo che le prove in galleria siano importanti per misure accademiche perchè poi , sul campo , e quando mai c'e' un vento così costante e senza tubolenze . Quindi la tua galleria "spannometrica" pur non dando un risultato "pesato" perchè avrà mille problemi di turbolenze e flussi incrociati , potrà però dare un'idea di quanto sia difficile produrre 1kWh a confronto di quanto sia così facile e veloce consumarlo.
Ciao alla prossima e auguri a tutti

[rafdif]

ma youtube mi dice che il filmato è privato! me lo sprivatizzi?
ciao

[enervento]

me lo sprivatizzi?

sprivatizzato

cmq, credo di avere capito perche' l'aria, nelle prove fatte non si accelera. Se guardate in sezione il carter del video su youtube...bhe'....quello non e' un tubo di venturi!!!! me ne sono accorto tardi

[enervento]

Che ne dite di questi disegnini? Ho messo la turbina in verticale e disegnato un convolgiatore che si allinea al vento.....ovviamente è tutto da verificare!!!

cmq, secondo voi fa schifo??? aerodinamicamente intendo...

[Wilmorel]

Ciao Enervento
La cresta-deriva mi sembra inadeguata per orientare senza incertezze i convogliatori, che inoltre mi sembrano troppo ravvicinati.
Uno dei due, quello che scherma la parte di turbina che discende il vento mi sembra non utile.
Se vuoi ottenere indicazioni di massima con modica spesa, orientati su modellini in scala, costruiti con cartoncino e polistirolo e attivati tramite un normale ventilatore da tavolo.
Quanto meno ti consente di eliminare da subito soluzioni impraticabili.
Ho fatto ricorso a questo metodo con risultati dignitosi.

PS
Può essere ovvio, ma non hai indicata la direzione del vento

[enervento]

Ciao mitico Wilmorel, grazie delle osservazioni e dei consigli. Pensavo infatti di usare dei modellini ma......siccome mi piace complicarmi la vita, volevo provare a fare una galleria come questa, ci sono i disegni con tutte le misure. Questo perchè mi piacerebbe poter far circolare anche del fumo per vedere meglio gl effetti.

Uno dei due, quello che scherma la parte di turbina che discende il vento mi sembra non utile.

li ho messi entrambi altrimenti l'aria non accelererebbe. non so se la forma e le dimensioni sono ottimali. il modellino mi aiuterà a capire.

Hai ragione, ho dimenticato: i convogliatori stanno sopravento

A proposito, si può vedere qualche foto dei tuoi lavori in giro per il forum? per cosa devo cercare?

Saluti!

[Wilmorel]

Grazie della simpatia.
Qui sotto trovi un lavoretto fatto lo scorso anno.
Ho alcuni progetti appena abbozzati, di fatto fermi.
Ti posterò foto di alcuni modellini provati e accantonati.

http://www.energeticambiente.it/asse...-darrieus.html

[enervento]

Hai una bella manualità e complimenti per la descrizione e l'analisi dell'esperimento.

Pensiero libero: Secondo me, per aumentare il rendimento di una turbina a resistenza, tipo savonius, bisognerebbe trovare un modo per tenere il flusso dell'aria sulla turbina laminare per la maggior estensione possibile. Volevo fare delle sperimentazioni in questo senso.

non vedo l'ora di vedere i tuoi modellini accantonati!! ci conto!

[enervento]

Ciao, piccolo aggiornamento dal primo roll out: Picasa Web Album - Christian Achilli - Roll out