Che cos'è una turbina dell'elica?
Una turbina dell'elica appartiene a un gruppo di macchine che convertono l'energia del flusso di fluido o del gas in movimento rotazionale.Come indica questa descrizione, queste macchine rientrano in due categorie di base: turbine a elica del vento o dell'acqua.La forza di rotazione che queste macchine producono è più comunemente utilizzata per generare energia elettrica e, in misura minore, fornire lavori meccanici.Esempi comuni di varianti di lavoro meccanico della turbina dell'elica sono mulini a vento e alcuni tipi di mulini a guida dell'acqua.A causa della natura abbondante, rinnovabile ed economica della fonte di energia della turbina dell'elica, è uno dei metodi più convenienti e rispettosi dell'ambiente di energia mai ideati. Una turbina dell'elica applica la teoria dell'elica convenzionale al contrario per sfruttare il latente latenteEnergia cinetica nei flussi di gas e fluidi.Le eliche sono costituite da un albero centrale con un minimo di due pale o palette a forma di profilo opposte o palette attaccate ad esso.Questi sono generalmente trasformati da una fonte di energia esterna per produrre spinta spingendo o spostando l'aria o il liquido sopra le lame.In una turbina dell'elica, questo principio viene capovolto;Un flusso o aria o liquido sposta le lame che le fanno girare l'albero.
Le turbine eoliche sono ampiamente utilizzate in tutto il mondo per sfruttare l'energia del vento per generare elettricità, eseguire mulini o acqua di pompaggio.Le turbine dell'elica a vento possono essere di progettazione dell'asse orizzontale o verticale.La variante più facilmente riconosciuta è la turbina dell'asse orizzontale che include mulini a vento tradizionali e generatori di vento con eliche di tipo aereo.Altrettanto efficaci sono la nuova generazione di design degli assi verticali che presentano palette piatte o curve che guidano un albero verticale.Questi includono la padella curva Savonius, il garomill di palette e i tipi distintivi del "beatro di uova" di Darrieus.
Le turbine orizzontali più vecchie richiedono che la testa della turbina sia tenuta nel vento in ogni momento.Nel caso di esempi più piccoli, un semplice timone in stile a parame gira la testa della turbina per giri.Le turbine più grandi utilizzano un sistema di sensori del vento e servi motori per mantenere l'elica trasformata nel vento.La maggior parte dei design delle turbine a elne a eltrezzatura a vento utilizzano un cambio per guidare la manovella del generatore o della pompa alla velocità corretta.
Le turbine dell'elica guidate dall'acqua sono comunemente associate a grandi impianti di generazione idroelettrica sebbene vi siano diverse applicazioni industriali e agricole più piccole.Queste turbine funzionano allo stesso modo dei loro fratelli guidati dal vento sebbene il loro design di base differisca sostanzialmente.Queste macchine sono generalmente molto più grandi e presentano design a lama che sono tipicamente più corti delle varianti a vento.Il più comune di queste turbine a guida dell'acqua più grandi è la turbina Kaplan.Le turbine Kaplan sono unità di reazione a bassa testa, ad alto flusso, utilizzate nella maggior parte delle grandi installazioni idroelettriche.
La variante di Kaplan presenta pale regolabili per pitch che portano a livelli di efficienza in genere superiori al 90 percento in una vasta gamma di livelli di acqua e condizioni di flusso.Gran parte dell'efficienza è raggiunta da un percorso del flusso d'acqua attentamente progettato che fa ingannare il fluido di uscita.Questa decelerazione porta a un trasferimento della massima quantità di energia cinetica al meccanismo dell'elica.Le turbine Kaplan possono produrre risultati di potenza di 100 megawatt (100.000.000 di watt) o più.
La turbina dell'elica tocca in fonti di alimentazione rinnovabili e gratuite o estremamente economiche rispetto alle opzioni di combustibile fossile.I progressi nelle tecnologie utilizzate in questi dispositivi estendono continuamente i confini della loro efficienza e capacità e possono rivelarsi una sostituzione praticabile per il carburante convenzionale nel prossimo futuro.Anche la tecnologia della turbina a elica sta diventando sempre più accessibile, il che migliora ulteriormente il suo ruolo nel regno di uno scenario di approvvigionamento energetico più pulito ed ecologicamente amichevole.