Archivi categoria: VentolONE

Auguri!

Buon Natale a tutti i lettori,
in special modo a coloro i quali, per mille motivi possibili
lavoro affetti relazioni umane salute
vivono una difficoltà o sono state ferite nel profondo.
L’augurio è che con il Natale venga una stagione nuova di pace!

Aggiornata sezione “Documenti e materiale”

Aggiornata la sezione Documenti e materiale, nella quale riporteremo (con maggior costanza… 😉 ) materiale libero o liberamente disponibile on-line: tesi, articoli scientifici, ecc.

Openwind software

Portiamo all’attenzione dei lettori del blog questo interessante software segnalatoci dal duo bedogni – Ruggieri ( 😉 ). Intanto è open source, e questa è già una (discreta) novità nel panorama software per applicazioni tecnologiche. Inoltre ne esiste una versione per ubuntu – Linux, e anche questa è una novità.

Poi, direttamente dal sito:
“OpenWind is an open source platform designed to empower scientists and
engineers working in the field of technical wind energy consultancy and to
provide transparency to those whose job it is to see that the industry remains
on a firm financial footing…
We see this project as a vehicle by which best practices in the
industry can progress in step with advancements in the theory of wind farm
design, turbine loading analysis and modeling“

potrebbe perciò esserci utile, se non proprio per l’aspetto wind farm, quantomeno per la determinazione di ventosità e producibilità annua.
Ci proponiamo di approfondirne lo studio, per intanto il link a un commento interessante su  http://cleantechnica.com.

Aggiornamenti

Non ci eravamo persi per strada! Nè tantomeno stufati del Ventolone!
Che, se ancora gira più nei nostri sogni che nella realtà
tuttavia…è sempre più vicino, almeno il 1° prototipo!
Il quale, ad oggi, avrà queste caratteristiche:

  • N.pale = 3-6 (possibilità di passare da 3 a 6 sulla stessa struttura per fare analisi sperimentali)
  • corda = 0,5 m
  • diametro del rotore 2m
  • altezza della pala 2m

Ma le novità non sono finite, anzi!
Brevemente, con l’impegno ad approfondirle a breve:

  • abbiamo incontrato Marco Sclarandis di Pescara, che…non sapremmo come definire, attore, poeta, tecnico, pensatore…ma abbiamo passato 2 ore piacevoli a chiacchierare con lui di energia e prospettive non solamente tecniche
  • Francesca parte per Socotra martedì, dove ci scatterà fotografie utili ai fini dell’analisi anemologica, nonchè cercherà di ottenere info di natura idrogeologica e sociale (interesserebbe a qualcuno un Ventolone?)
  • una ditta piemontese che lavora nell’ambito delle rinnovabili da almeno 25 anni si è detta molto interessata al Ventolone! Una sorpresa anche per noi, in fondo. Ciò tuttavia apre inevitabilmente la questione rispetto a brevetti e licenze. Saremmo orientati a immaginare una situazione analoga a quelle di alcune distribuzioni Linux (Mandriva, SLED, RedHat), per le quali convivono fianco a fianco versioni free e versioni all inclusive a pagamento: per il Ventolone, progetto aperto per la’utocostruzione, prodotto commerciale per la vendita. E’ tutto da studiare, avanti chi ne sa qualcosa o ha suggerimenti!
  • vista la mole sempre maggiore di contatti (vedi contatore Geovisite qui  a fianco) dall’estero siamo orientati a tradurre a breve in blog in inglese e francese, se qualcuno sa lo spagnolo e ha voglia…benvenuto/a!
  • ci siamo incontrati con il prof. Ruggieri dell’Uninsubria e il suo tesista Andrea Bedogni: l’incontro è stato proficuo e decisamente piacevole, talvolta sembra proprio…che ci si trovi! Andrea svilupperà alcuni aspetti dello studio, in virtù del suo passato da aeroplanista aeromodellista aviatore (? 😉 ) e studente di aeronautica nella scuola secondaria. Il prof. Ruggieri invece proporrà il Venolone come applicazione per autocostruzione nell’ambito del progetto BestRay e ci fornirà i dati anemologici relativi alla zona a Nord di Arusha, Tanzania, dove il progetto stesso avrà luogo
  • Ignazio Caruso ci ha mandato una vista a 360° della zona di Wanging’ombe (Tanzania) che riportiamo di sotto, altro sito candidato al Ventolone (insieme, su suo suggerimento, a Ilunda, nella medesima zona)

Che dire…quanto movimento!

Wanging’ombe a 360°

a Nord di Arusha, oltre il monte Meru

Un po’ di poesia

La Nostra Isola

Quando sarete sulla nostra isola
non scuotete i nostri bambu’,
non spaventate i nostri coccodrilli,
non sparpagliate i nostri ciottoli.

Quando sarete sulla nostra isola
non andate piu’ lontano delle nuvole,
prendete qualche conchiglia
per i bambini delle vostre citta’.

Partite, ritornate verso il mare
con le vostre macchine e le vostre strade
e le vostre navi in ferro.

Partite

Lasciate danzare il vento,
lasciate cantare il silenzio,
lasciate sognare l’Oceano.

Quando sarete nella nostra isola
non invadete i nostri villaggi,
non insegnate il vostro Vangelo
e lasciate i nostri saggi alla loro filosofia.

Quando sarete nella nostra isola
lasciate i nostri mari, i nostri fiori e i nostri pesci
alla loro esistenza tranquilla
come ai vecchi tempi di Robinson.

Partite

Lasciate danzare il vento,
lasciate cantare il silenzio,
lasciate sognare l’Oceano.

(Roger Kha, Madagascar)

Mappe di ventosità

Ho individuato (finalmente !) un sito che riporta, partire dalle mappe di Google, le mappe di ventosità media annua: ritengo possa essere un utilissimo strumento per fornire primissime indicazionidi massima circa la fattibilità di un progetto eolico quale, ad esempiuo, il nostro Ventolone.
Complimenti ai realizzatori del sito e delle mappe stesse!

Per inciso riporto anche due screenshot relativi a Socotra e alla zona di Makambako, che confermano le indicazioni di ventosità che già conosciamo:


Ventosità a Makambako, Tanzania

Ventosità sull’isola di Socotra, Yemen

Voilà!

Ecco, più o meno, come dovrebbe apparire il Ventolone versione alpha 1, secondo le specifiche del post precedente:

e su YouTube possiamo vederlo anche in movimento (rallentato…).

Angolo di attacco e offset angolare

In base  ai grafici riportati si trae anche un’altra conclusione.
Infatti, dal momento che al crescere della velocità relativa si osserva un aumento del numero di Reynolds, e che al crescere del numero di Reynolds cresce il coefficiente di portanza e il rapporto CL/CD, allora appare evidente come sia opportuno sfruttare appieno tale effetto facendo sì che, nel punto sull’orbita delle pale in cui la velocità relativa è massima, cioè quando velocità del vento e velocità tangenziale sono allineate e iso-orientate, la pala presenti un angolo di attacco il più opportuno possibile, funzione del profilo della pala stessa.

Nel caso del profilo MVA-227 il picco del rapporto CL/CD si ha intorno a 5°.
Pertanto sarà necessario montare le pale con un opportuno offset angolare di 5°, come nella figura 2 indicato.


figura 1: soluzione SENZA offset angolare


figura 2: soluzione in presenza di offset angolare di 5°


figura 3: configurazione completa

Che caso fortunato!

Per completezza riporto una fotografia del profilo alare (che ho avuto l’accortezza a suo tempo di portarmi a casa, al ritorno, come … souvenir! ) utilizzato nel Ventolone di Makambako:

Come si vede il profilo assomiglia parecchio a MVA-227 e GOE-227…
Dal momento che fu a suo tempo ricavato con tecniche pionieristiche e sofisticate (…tracopiato, direttamente sul legno, da un disegno ricavato a sua volta dalla fotografia di un modello non più in commercio… 😉 )… diciamo pure che fu proprio un caso fortunato!

La corda misura 0,45 m.
Il rotore aveva diametro 1,2 m, le pale lunghezza 0,6 m: di conseguenza si aveva aspect ratio pari a 1,3, solidità 0,75.

Il Ventolone ruotava, in condizioni di massima velocità rilevata, a una velocità angolare pari a 60 giri / min.

Altri contatti e altri passi avanti

Una ghiotta novità: Andrea Bedogni, studente laureando in ingegneria in quel di Varese, dove ha iniziato una tesi su tecnologie eoliche per PVS, ci scrive per fornirci alcune possibili risposte ai quesiti posti un po’ di tempo fa.
In attesa di capire se, come e dove incontrarci con lui e con il suo relatore per avviare una eventuale graditissima collaborazione, mi soffermo sul contributo offertoci.

Andrea suggerisce di:

  1. utilizzare una pala con corda lunga, perchè una corda lunga genera più portanza alle basse velocità. Tuttavia ciò incide sull’aspect ratio della pala (rapporto lunghezza / corda media) in senso negativo, perchè un aspect ratio ridotto aumenta la resistenza e le relative perdite. Quindi occorre anche aumentare la lunghezza della pala.
    Anche altre fonti sembrano concordare su quest’ultimo punto: peraltro, analizzando le stesse, emerge comunque come la variazione dell’aspect ratio non generi variazioni così significative per portanza e resistenza e relativi coefficienti, perlomeno al di sotto di valori pari a 20 (pala lunga 20 volte la corda…improponibile, per lo meno nei PVS e per il presente progetto !)
  2. meglio utilizzare una pala corta e un diametro del rotore grande, (relativamente l’una all’altro) aggiungendo delle
    pale, in un modello in pianta molto simile alle turbine Francis.
    Anche in questo caso altre fonti confermano, in particolare per poter progettare con tip speed ratio λ ridotti (condizione essenziale per n → ꝏ problemi…;-) ) è necessario avere coefficienti di solidità elevati al fine di ottenere coefficienti di potenza elevati;
  3. meglio una pala tozza e incurvata, per velocità ridotte.
    In tal senso un piccolo studio dell’influenza del numero di Reynolds sui coefficienti di portanza e resistenza conferma quanto suggeritoci.
    Tenendo presente che il numero di Reynolds può essere ragionevolmente approssimato con l’espressione Re=69000 ⨯ w ⨯ c, dove w è la velocità relativa del vento rispetto alla pala (w=λ ⨯ u, u:v elocità del vento indisturbato), è evidente dai grafici che seguono che all’aumentare della corda ↔ Re aumenta il rapporto CL / CD e quindi è confermato il punto 1, inoltre i profili  incurvati e più tozzi presentano CL / CD maggiore (GOE-227 e MVA-227) rispetto agli altri.

Nei grafici che seguono si sono considerate una velocità del vento u pari a 5 m/s e un λ = 1, da cui wMAX=10 m/s, e valori di corda pari a 0,2 m (pala corta) e 0,4 m (pala lunga).

Nella figura che segue: meglio una pala  incurvata e tozza

Nelle 2 figure che seguono: meglio una pala lunga di una corta (→ Re cresce)

Nelle figure che seguono: se Re cresce, CL/CD cresce, quale che sia il profilo

Concludendo, si comincia a intravedere quale possa essere la soluzione da adottare:

profilo MVA-227
corda c = 0,4 – 0,5m
λprogetto = 1 – 2
numero di pale N = 3 oppure 6
diametro rotore D = 1,5 m
lunghezza della pala l = 1 – 1,5 m  →  aspect ratio della pala = 2 – 2,5; solidità = 1 – 2

Stay tuned !