ITBS20100112A1 - Aerogeneratore di energia eolica ad asse verticale multipale a calettamento variabile autoavviante. - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il primo aerogeneratore eolico per la produzione dì energia elettrica venne realizzato nel 1887 dal francese Due De La Peltrie.

Via via dai primi impianti rudimentali si è giunti a quelli da oltre un megawatt attuali

La potenza di un generatore eolico è direttamente proporzionale all’ area spazzata dalle pale del rotore, le attuali tendenze costruttive sono verso rotori ad asse orizzontale a tre pale di varia lunghezza con torri alte dai 50 ai 100 metri e più.

La redditività di tali impianti però talvolta può risultare critica e penalizzante sia per gli alti costi di investimento che per quelli di gestione, nel contempo le crescenti problematiche d’impatto ambientale concorrono a frenarne la diffusione.

D’altra parte si fa sempre più crescente nel mondo intero l’esigenza di attuare un programma produttivo basato su piccole e medie centrali elettriche diffuse sui territori e capaci di sfruttare l’energia delle fonti rinnovabili “locali”.

Impiegando aerogeneratori con rotori eolici ad asse verticale installati su tralicci di modesta altezza, con orientamento continuo degli angoli delle pale, gestiti da un sistema elettronico, si rende possibile superare gli aspetti critici dei rotori ad asse orizzontale.

Queste macchine di piccola e media taglia risultano di facile installazione e non presentano impatto ambientale, inoltre si adattano bene a captare l’energia dei venti locali e conseguentemente ad una maggiore diffusività sul territorio.

L’ aerogeneratore eolico oggetto del presente trovato si basa sull’ orientamento continuo dell’angolo d’incidenza di ciascuna pala(fmo a nove) lungo un percorso orbitale, reso possibile da un apposito cìnematismo come illustrato nelle tavole n°2 e n°3.

Lo schema di insieme del generatore eolico viene illustrato nella tavola n°l come segue:

O-Deriva ad angolo giro di alta sensibilità e precisione che trasmette i segnali al PLC del valore istantaneo dell’angolo cpo relativo alla direzione del flusso del vento non disturbato.

2)-Anemometro che rileva il valore istantaneo della velocità del vento ed invia il segnale al PLC.

3)-Microcontrollore PLC che elabora i segnali 5 provenienti da 1 e 2 e comanda l’escursione della corsa degli attuatori lineari 8 per Γ asse X e 9 per l’asse Y, ortogonali fra loro e fissi rispetto al rotore.

4)-Pale del rotore incernierate nel loro centro di spinta con possibilità di oscillare di un angolo di (angolo di incidenza istantaneo) dallo spostamento delle aste 6 collegate alle pale mediante le cerniere 4, mosse dalle bielle 7.

L’asse centrale 10 del rotore con velocità angolare istantanea ωr trasmette la coppia di rotazione al moltiplicatore ad ingranaggi 18 ,sul cui albero di uscita che ruota alla velocità ωk ,è inserito il disco del freno 17.

La centralina oleodinamica 16 che riceve il segnale s dal PLC aziona il freno qualora ωk superi un valore prefissato.

Sull’asse d’uscita del moltiplicatore oltre al freno 17 è calettata la puleggia 15, la quale mediante le cinghie dentate 14 trasmette la rotazione alla puleggia 11 del generatore elettrico 12.

Il generatore elettrico è corredato da un quadro di gestione e controllo 13 con segnali di entrata e di uscita al PLC 3 che permettono il funzionamento a giri costanti, intervenendo sia sugli angoli di orientamento istantaneo delle pale di che sul freno 17.

La tavola n°2 illustra il cinematismo mediante il quale si ottiene la variazione dell’angolo d’incidenza istantaneo di delle pale 5 del rotore.

Le predette sono incernierate sull’asse del centro di pressione e possono orientarsi a seconda della posizione dell’asta 6 incernierata su 4, la posizione angolare delle bielle 7 determina lo spostamento dell’asta 6 e conseguentemente il valore dell’angolo di

Il mozzo 10 del rotore collegato alle aste portapale 20 mota con velocità angolare sotto Fazione del flusso del vento.

La tavola n°3 illustra in maniera più dettagliata il funzionamento del cinematismo, le cui parti rotanti oltre all’albero 10 sono quelle montate sul mozzo 25, che alloggia i cuscinetti 23 ed è fisso rispetto all’albero 22. Solidali all’albero fisso 22 sono le guide di scorrimento ortogonali tra loro, mosse dagli attuatori lineari a viti 8 per l’asse X e 9 per l’asse Y comandati dal motore elettrico passo-passo 32 mediante cinghie dentate o catene 3 1 (mantenimento della posizione), tutto il dispositivo è vincolato al supporto fisso 29 solidale con il telaio del traliccio porta-rotore.

Gli spostamenti degli attuatori 8 e 9 fanno decentrare sugli assi X e Y il disco 21, sul quale mediante perni 33 sono collegate le aste 19,la cui altra estremità mediante il perno 27 è collegata alle bielle 7.

Le bielle 7 possono compiere delle oscillazioni angolari (escursione sul piede di biella), in quanto è presente il cuscinetto 24 sul mozzo 25, oscillazioni conseguenti al disassamento del disco 21.

Il disco 21 con le aste 19 a seguito degli spostamenti degli attuatori 8 e 9 lungo l’asse X ed Y che fanno oscillare le bielle 7, alle cui estremità mediante i perni 26 sono collegate le aste 6 che orientano le pale 5.

Il cinematismo consente di ottenere uno specifico angolo d’incidenza istantanea delle pale del rotore in movimento rotazionale, agendo sugli attuatori lineari 8 e 9 che sono invece fissi, la cui corsa è determinata e comandata dal PLC che in seguito dell’elaborazione dei segnali di velo

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Si rivendica l’adozione di un sistema dì controllo ad anello chiuso caratterizzato dal rilevamento dei valori della velocità istantanea e della direzione istantanea del flusso del vento, il quale converte i segnali in valori assoluti da attribuire alla posizione dei due attuatori lineari.
2. 2) Si rivendica il cinematismo che tramite due attuatori lineari irreversibili ortogonali, effettua il disamento di un disco fisso, permettendo lo spostamento delle aste ad esso collegate in rotazione solidale con il rotore, potendo effettuare una corsa proporzionale sulle cerniere delle pale del rotore.
3. 3) Si rivendica il sistema caratterizzato dall'orientamento delie pale verticali del rotore realizzato con aste incerneriate verso il bordo di uscita, collegate all’altra estremità ognuna ad una biella libera di oscillare rispetto al mozzo centrale del rotante.
4. 4) Si rivendica la capacità dei rotore eolico caratterizzato dalla facoltà di autoa iarsi in ogni condizione di vento in virtù dei valori degli angoli di incidenza istantanei consentiti per ogni pale del rotore.
5. 5) Si rivendica la capacità del rotore caratterizzato dalla facoltà di riposizionarsi automaticamente c rapidamente ad ogni variazione di direzione del vento, senza dover effettuare spostamenti di tutto requipaggiamento come per i rotori ad asse orizzontale in virtù di quanto rivendicato al punto 4.
6. 6) Si rivendica la compattezza complessiva del sistema asse centrale rotante -cinematismo fisso centrale - pale periferiche collegate con aste realizzabili in virtù dei sistema di controllo come rivendicato al punto 1.
7. 7) Si rivendica la frenatura automatica elettroidraulica pilotata dal sistema di gestione e controllo centrale PLC .
8. 8) Si rivendica la capacità del generatore caratterizzato dalla facoltà di porsi in sicurezza per forti venti mettendo in bandiera le pale con lo spostamento degli attuatori lineari come rivendicato al punto 2, in azione congiunta con il sistema di frenatura come rivendicato :