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Primi dati anemometrici da Ukomola – First wind data from Ukomola

Sono arrivate via mail le rilevazioni anemometriche “reali!”! Tarcisio ce le ha fornite con l’aiuto di Maurizio Buffoli che ringraziamo sentitamente, anche per le foto che seguono relative al sito dell’installazione estiva. Poi ci abbiamo lavorato un po’, e di seguito vi riportiamo i primi risultati parziali.

Tarcisio raising the anemometer

Da questi primi dati per la verità non emerge nulla che già non sapessimo, cioè che marzo-aprile è il periodo con minor intensità eolica nella zona, considerazioni che avevamo già in precedenza estrapolato da vari siti dai quali è possibile risalire a valori medi giornalieri.

makambako: wind speed in first week of April

Al solito, la media giornaliera non è granchè dal punto di vista di una corretta valutazione della producibilità eolica, dal momento che la potenza estraibile dal vento cresce con il cubo della velocità del vento stesso, quindi, con un esempio banale:

sito A: 2+2+2+2=8, media=2, producibilità= 2^3 + 2^3 + 2^3 + 2^3 = 32

sito B: 0+4+4+0=8, media=2, producibilità= 0^3 + 4^3 + 4^3 + 0^3 = 128

sito C: 0+0+8+0=8, media=2, producibilità= 0^3 + 0^3 + 8^3 + 0^3 = 512

emerge come sia più utile avere poche ore di vento sostenuto piuttosto che un vento debole costante, a parità di velocità media.

Volendo fare comunque riferimento alla velocità media di un sito è necessario introdurre il coeeficiente di irregolarità o fluttuazione kf, estrapolabile e calcolabile dai dati reali, ottenendo

calcolando kf come rapporto tra la velocità media cubica (radice cubica della media dei cubi) e la velocità media.

Insomma, dai dati emerge un valore di kf pari a 1,42 circa, che significa, in buona sostanza, che il vento è molto irregolare e che rispetto al calcolo con la velocità media la potenza reale è superiore del 280% (1,42^3).

La velocità media è tuttavia, come detto, molto bassa, come atteso: 1,55 m/s, cioè più o meno 5,6 km/h.

Ad oggi, dai calcoli di Andrea, sarebbero comunque estraibili circa 10 kWh/giorno con le turbine che andremo ad installare (beninteso, al lordo dei rendimenti elettrici!), che non è poco per un mese poco ventoso!

In sostanza: se il coefficiente di irregolarità che dipende solo dal sito si manterrà su questi livelli anche nelle prossime acquisizioni, sapendo che la velocità media cresce negli altri mesi dell’anno, troveremo ulteriore conferma della bontà del progetto che stiamo mettendo in atto!

Seguono alcune fotografie che il buon Maurizio ci ha girato: diciamo la verità, da queste non riusciamo bene a capire se, al di là della vegetazione che si vede nelle immediate vicinanze, il terreno sia mediamente sgombro o invece immerso nella boscaglia.

the site, 1

the site, 2

Ci aspettavamo invece qualcosa di simile alle foto rinvenute su un sito che racconta di don Tarcisio, delle quali riportiamo un campione (le foto sono coperte da copyright, speriamo di non far nulla di male riportandola qui, riconoscendone l’attribuzione a Marilisa Alberoni):

not so far from Ukomola

Vedremo se riusciremo ad ottenere nuove fotografie, o qualche indicazione in più da don Tarcisio!

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Finally first wind data from Ukomola are available! We analized and found what we expected to find: March is not the best period to extract power from wind!

As you can find in the spreadsheet, mean speed is under 2 m/s. But, extremely important, fluctuation coefficient (also know as irregularity coefficient) is above 1,4, so this site is probably good enough as we expected.

Some photos give us a quick look to the site where wind towers will be built: ok, it seems so many trees are all around, but, maybe, it is due to the point of view only! We hope so, more investigations will come!

average wind speed in Ukomola, March 2012

Datalogging is a hard work!

Stiamo svolgendo le simulazioni come preannunciato, e stiamo riscontrando qualche difficoltà: ottenere dei dati attendibili non è per nulla scontato, e nemmeno semplice!

VentolINO in partenza! – VentolINO ready to run!

Sistemare il VentolINO su una pedana nel cassone del pickup non è stato particolarmente arduo, e nemmeno sistemare sensori e la postazione di acquisizione a bordo macchina.

Potenti mezzi di acquisizione… – Hot hardware!

Per cominciare ci siamo dedicati all’analisi del funzionamento in condizioni di “fuga”, cioè in assenza di carico. Qui cominciano i problemi.

Se da un lato infatti abbiamo raggiunto velocità di rotazione decisamente sostenute per una struttura tutto sommato semplice e realizzata in materiale plastico, con un picco di 480 giri/min, per contro l’analisi del rapporto di velocità lambda ci ha riservato una doccia fredda:

Insomma, ci aspettavamo un valore di lambda pari a 1,5, come nel modello in scala 1:1. E invece…

Pensa e ripensa, riteniamo che il posizionamento relativo di anemometro e carrozzeria e di VentolINO e carrozzeria generi una discrepanza nei dati.

Settaggi: si noti la posizione dell’anemometro rispetto alla vettura –take a look to the anemometer position!

 

La velocità del vento vista dalla turbina è probabilmente inferiore a quella vista dall’anemometro, la quale è probabilmente superiore a quella effettiva dell’automobile (di questo ci siamo effettivamente accorti in fase di acquisizione, imputando il fatto alla scarsa precisione del tachimetro dell’autovettura…).

Abbiamo perciò provato a simulare numericamente come varierebbe la curva caratteristica nel caso si assuma come velocità effettiva l’80% di quella misurata, ottenendo i dati in verde sopra riportati, decisamente più in linea con le aspettative.

C’è tuttavia un’altra possibilità: l’influenza delle turbolenze, che per un modellino in scala con similitudine fluidodinamica non perfetta possono assumere valori tali da inficiare le prestazioni.

Ci auguriamo di tratti solo di turbolenze sull’anemometro, e che la turbina abbia le prestazioni attese: per verificarlo ci basterà posizionarlo meglio, vicino e in linea con la turbina, per ottenere conferma o smentita delle ipotesi.

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We are getting on with tests on the turbine. Unfortunately first results are not as good as we expected, since turbine efficiency and speed factory are really lower than our bigger model.

As you can see in the upper graph, yellow dots are the ones coming from real data, speed factor around 1.00: bad! Green dots mean are virtual ones, coming from a numerical reduction to 80% of wind speed measured with the anemometer: these could be good!

The reason: as you can see in the above images, anemometer should be hardly disturbed by air turbulence coming from the car, and so the turbine, with higher speed for anemometer and lower one for turbine. If so, the turbine is under a lower energy current, so the bad results could be explained.

To verify this idea, we will mount the anemometer in front of the turbine, hoping to find a lower speed…and good performances for the turbine!