ITPD20130312A1 - Turbina eolica - Google Patents

Description

TITOLO

TURBINA EOLICA

INTRODUZIONE

Questa invenzione si riferisce in generale a sistemi di conversione dell'energia e, più in particolare, ai sistemi di turbine eoliche che sono progettati sia per i venti regolari e per frequente variabilità di vento. Viene introdotta la conservazione del movimento attraverso dispositivi inerziali, e le capacità di auto-avviamento vengono aumentate con dispositivi di arresto selettivo.

AMBITO DELL'INVENZIONE

La recente preoccupazione per rendere lo sviluppo economico più ecosostenibile nel contesto delle politiche energetiche ha portato alla ricerca della fonte di energia contenuta nel vento. Le macchine per la raccolta di energia da fonte eolica atmosferica sono suddivise in turbine eoliche ad asse orizzontale (HAWT) e turbine eoliche ad asse verticale (VAWT). In uno scenario più generale in cui le macchine non necessariamente operano nel vento ambientale (quindi in un vento prettamente orizzontale) le HAWT sono macchine in cui l'asse di rotazione è parallelo al vettore del vento (HAWTs diventano quindi PAWTs generali), mentre nelle VAWT l'asse macchina incrocia (crosses) il vettore del vento (VAWTs diventano quindi CAWTs generali).

Mentre le PAWTs per operare devono ruotare il loro asse contro il vettore vento, le CAWTs sono intrinsecamente omnidirezionali nel piano contenente il vettore vento.

Le CAWTs sono suddivise in macchine funzionanti a resistenza e macchine azionate dalla portanza: i dispositivi a resistenza, che spesso prendono il nome dal brevetto Savonius, generalmente operano con un rapporto di velocità alla pala su velocità del vento TSR ~ 1, mentre i dispositivi a portanza, che spesso prendono il nome dal brevetto Darrieus, lavorano a TSR >> 1. Il TSR è definito come il rapporto tra la velocità al bordo della pala e la velocità del vento ingresso. Essendo la potenza il prodotto della coppia × velocità di rotazione, ne deriva che le macchine di tipo Darrieus sono più efficienti di quelle tipo Savonius, ma d’altro canto i dispositivi a portanza sono anche noti per i loro problemi di avviamento, al punto che la maggior parte dei recenti brevetti relativi a CAWTs mirano a migliorare loro capacità di auto-avviamento.

Un'altra recente classe di brevetti riguarda l'idea generale e innovativa di cercare di raccogliere l'energia dalla particolare fonte di energia contenuta nel vento generato dal traffico dei sistemi di trasporto, come autostrade, superstrade, gallerie, ferrovie. Generalmente questi brevetti contengono indicazioni concettuali per l'installazione di un impianto eolico in un generico sito di un sistema di trasporto stradale, ma non c'è nessuna particolare invenzione di un dispositivo meccanico specificamente rivolto al vento generato da traffico. La raccolta di energia dal vento generato da traffico veicolare può essere vista come la ricerca di una politica energetica sostenibile in combinazione con il rendere lo sviluppo più sostenibile nel settore dei trasporti.

Ad esempio [Munasinghe, 2009] nel discutere circa il livello ottimale di fonti energetiche rinnovabili, lo indica come la quantità in base alla quale i costi di impianto rinnovabile marginale sono esattamente pari ai costi evitati connessi con la generazione fossile, compresi i danni ambientali. Riguardo gli impianti eolici applicati al traffico, si può constatare che ci sarà sempre una quantità incrementale di approvvigionamento energetico ottimale associata ad un incremento della domanda di trasporto: tale quantità è massima al giorno d'oggi, perché i sistemi di trasporto operano tramite i combustibili fossili, e ci sarà sempre una quantità di base intrinsecamente connessa alle perdite aerodinamiche, in un futuro più sostenibile in cui i sistemi di trasporto non si baseranno sulla generazione fossile, e assumendo che i costi fissi di recupero dell’energia dal traffico siano inferiori alle relative perdite aerodinamiche.

La turbina CAWT della presente invenzione è sì utilizzabile per le applicazioni eoliche da traffico sopra descritti, ma rimarcando come tale utilizzo specifico è compreso nel contesto più generale dei venti variabili a cui la presente invenzione è particolarmente dedicata.

STATO DELL'ARTE

Il brevetto di Darrieus, 1931 si può considerare il capo-stipite della tipologia di turbine eoliche CAWT funzionanti a portanza: Darrieus prevedeva una geometria delle pale diritte ad H ovvero a catenaria, auspicabile nelle grandi applicazioni per diminuire gli oneri strutturali dovuti alla forza centrifuga, ed era già presente una prima applicazione di un principio di inclinazione variabile del passo delle pale.

Lo stato dell'arte dedicato al miglioramento delle capacità di autoavviamento del tipo Darrieus sfrutta i principi dell’angolo di inclinazione variabile passivo della pala. Il tema dell’avviamento è infatti connesso con l'elevata oscillazione dell’angolo di attacco a bassi rapporti velocità pala/velocità vento, che implica il superamento del livello di stallo delle pale, minimizzando così la portanza e dunque la coppia; un efficiente sistema di inclinazione variabile passivo riduce l’angolo di attacco sotto i livelli di stallo ai bassi TSR, mentre deve dare una correzione da minima a nulla per più alti TSR. La rotazione delle lame che dà la variazione di angolo è ottenuta bilanciando il momento aerodinamico con un momento di ripristino offerto da una molla di torsione attivata da un meccanismo. In particolare la torsione di ripristino è attivato dall’accelerazione centripeta di un pezzo rigido [Kirke, 1998] o da un pezzo di elastomero la cui rigidità aumenta con la forza centrifuga [Pawsey]. Quest'ultimo fornisce un maggiore controllo ai TSR elevati per bloccare efficacemente la lama e prevenire ulteriore ed inutile beccheggio.

Un rapporto ridotto tra lunghezza pala ed ampiezza corda è il principale responsabile per lo sviluppo della vorticità di punta che caratterizza il processo di scambio di energia nella terza dimensione, cioè fuori dal piano ortogonale all'asse macchina. Questa deviazione della scia dal piano è quanto possibile da evitare in quanto abbassa il rendimento della macchina. In particolare infatti nella turbina di tipo VAWT, la vorticità di coda proveniente dalla punta della lama non è collegata al meccanismo di raccolta di energia, che è collegato solo alla citata vorticità di piano, quindi il taglio della pala può essere studiato in funzione di evitare questa deviazione.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

L'apparecchiatura dell'invenzione è del tipo turbina eolica e utilizza una configurazione che, mentre si avvale del classico approccio Darrieus, è però ulteriormente progettata in modo da facilitare l’accelerazione iniziale e impedire alla macchina di arrestarsi con il verificarsi di brevi riduzioni o vuoti di vento oppure, nel caso di una più lunga mancanza di vento, in modo da fermarsi in una posizione preselezionata che aumenta le capacità di autoavviamento, a seconda dell’allestimento di realizzazione o configurazione come nel seguito descritto.

Il meccanismo dell'invenzione che facilita l’accelerazione iniziale ed ostacola l’arresto della macchina si basa su un principio di solidità variabile, dove la solidità radiale è definita come Nc/R essendo N il numero di pale, c lunghezza alla corda della pala, e R raggio del rotore. La variazione relativa all’invenzione è realizzata attraverso il raggio R, e tale variabilità agisce sull’inerzia principale di macchina come I = Nm1R<2>, dove m1è la massa di una singola pala. Il meccanismo dell'invenzione consente di sviluppare la minima inerzia in fase di avviamento per aumentare l’accelerazione, mentre offre la massima inerzia con l'avvento di un generico calo di vento, in modo da ridurre la decelerazione e mantenere una velocità di rotazione maggiore rispetto ad una macchina allo stato dell’arte in una simile occorrenza di vento transitorio. A seconda della forma del vuoto di vento, della sua durata, e in base alle dimensioni della macchina, l'apparecchiatura dell'invenzione permette alla turbina di non fermarsi, pertanto: (1) viene così evitata la fase successiva di consumo energetico per il riavviamento che altrimenti sarebbe indispensabile prima di un'altra fase di conversione di energia a regime, e (2) la macchina viene mantenuta ad una velocità di rotazione relativamente elevata che le conferisce la possibilità di generazione diretta di energia elettrica, anche durante il transitorio a velocità variabile.

L'effetto complessivo dell'invenzione rispetto alla tecnica nota è quindi un miglioramento nella modalità di funzionamento a velocità variabile comunemente collegata a cali di vento, per il fatto che possono venire sfruttate contestualmente regioni più ottimali delle curve caratteristiche di potenza della macchina.

Ciò sia detto anche considerato che a parità di corda c in fase di avviamento/decelerazione si confrontano coppie ridotte linearmente con R FTR (dove FTè la forza tangenziale aerodinamica non dipendente da R), con inerzie ridotte invece quadraticamente con R<2>.

I dettagli dell'invenzione e i diversi allestimenti di realizzazione specifici possono essere meglio compresi con l'ausilio dei disegni allegati in cui FIG. 1 mostra una rappresentazione del primo allestimento possibile: una turbina eolica (A) in disposizione verticale, ossia asse di rotazione (Z) verticale, con raggio (R) del rotore variabile, dove il raggio (R) è la distanza tra la pala (1) e l’asse di rotazione (Z); in questa configurazione il movimento radiale di ciascuna pala o lama (1) rispetto all’asse (Z) della turbina (A) avviene per traslazione telescopica.

FIG. 2 mostra una rappresentazione del secondo allestimento possibile: una turbina eolica (A) in disposizione orizzontale, ossia con asse di rotazione (Y) orizzontale, con raggio (R) del rotore variabile; in questa configurazione il movimento radiale di ciascuna pala o lama (1) rispetto all’asse (Y) della turbina (A) avviene per traslazione telescopica.

FIG. 3a mostra una rappresentazione del terzo allestimento possibile: una ulteriore disposizione orizzontale o verticale con raggio (R) del rotore variabile. Secondo questa terza soluzione, può essere previsto eventualmente anche il principio passivo mediante gravità per l'inclinazione variabile dell'angolo della pala (1); in questa configurazione il movimento delle pale (1) avviene per traslazione su guide o bracci (3), con fine corsa (CC) locali su ciascuno di detti bracci (3) e solidali al braccio (3) stesso. FIG. 3b mostra una rappresentazione del quarto allestimento possibile: una ulteriore disposizione orizzontale o verticale con raggio (R) del rotore variabile. Secondo questa quarta soluzione, può essere previsto eventualmente anche il principio passivo mediante gravità per l'inclinazione variabile dell'angolo della pala (1); in questa configurazione il movimento delle pale (1) avviene per traslazione su guide o bracci (3), con fine corsa (CC1) completamente estesi tra i bracci (3), aventi ad esempio la medesima lunghezza delle pale (1).

FIG. 4a e 4b mostrano, in due sezioni, rispettivamente in sezione longitudinale alla pala (1) (fig. 4a) e in direzione trasversale alla pala (1) (fig. 4b), il funzionamento di raggio (R) variabile mediante la pala (1) montata con molla di trazione (13) coassiale al braccio radiale (3), applicabile al primo e secondo allestimento dell'invenzione (FIG.1, FIG.2); FIG. 5a è una vista in sezione che mostra il funzionamento di raggio (R) variabile, mediante pala (1) vincolata con molla di trazione (13) coassiale al braccio (3) dotato di tappo aerodinamico di fine-corsa (CC, CC1), applicabile al terzo e quarto allestimento dell'invenzione (FIG. 3a, 3b); in questo caso è anche presente il principio passivo mediante gravità e la possibilità di gioco tra il braccio (3) e la pala (1), per l'inclinazione variabile dell'angolo della pala: nel dettaglio mostrato la pala rimane in posizione intermedia lungo il braccio (3), tra raggio minimo e raggio massimo;

FIG. 5b è una vista in sezione che mostra il funzionamento di raggio (R) variabile, mediante pala (1) vincolata con molla di trazione (13) coassiale al braccio (3) dotato di tappo aerodinamico di fine-corsa (CC, CC1), applicabile al secondo, terzo e quarto allestimento dell'invenzione (FIG. 3a, 3b); in questo caso mediante l'annullamento dei giochi tra braccio (3) e pala (1) è possibile rendere ineffettivo il principio passivo mediante gravità per l'inclinazione variabile dell'angolo della pala (1): nel dettaglio mostrato la pala (1) rimane in posizione intermedia lungo il braccio (3), tra raggio minimo e raggio massimo;

FIG. 5c è una vista in pianta che mostra la pala (1) a raggio variabile vincolata con molla di trazione coassiale al braccio (3) con tappo aerodinamico di fine corsa applicabile alla terza o quarta forma di realizzazione dell'invenzione, in quest'ultimo caso con eventuale sistema passivo di passo variabile: nel dettaglio mostrato la pala (1) rimane in posizione intermedia tra raggio minimo e massimo;

FIG. 6 mostra in sezione la pala (1) a raggio (R) variabile vincolata con molla di trazione (13) coassiale al braccio (3) dotato di tappo aerodinamico (CC) di fine corsa applicabile alla terza o quarta forma di realizzazione dell'invenzione, in quest'ultimo caso con eventuale sistema passivo di passo variabile: nel dettaglio mostrato la pala (1) rimane in posizione di fine corsa al raggio massimo (Rmax), e il tappo aerodinamico (CC), insieme alla pala (1) in profilo alare bombato formano in questa posizione un profilo alare complessivo (P) simmetrico.

FIG. 7 mostra l'apparato di arresto selettivo applicabile alla quarta forma di realizzazione dell'invenzione nella disposizione con asse (Y) orizzontale con indicazione dei 2 raggi massimi debolmente diversi (RmaxA, RmaxB), per lo stop selettivo, realizzati per loro stessa geometria o per configurazione di molla (13) o per applicazione di pesi sulle pale (1) o sui bracci (3) nelle posizioni più idonee per ottenere lo sbilanciamento desiderato.

Nell'esempio in figura 7, la posizione di stop è a Y, con pala (1B) con raggio maggiore (RmaxB) rivolta verso il basso, individuante la posizione 0°.

FIG. 8 riporta quattro grafici in cui è rappresentato il comportamento della velocità di uscita (ωfr) di una CAWT in vento transitorio con lame montate su molle fornite di rigidezza adeguata che permettono alle pale di oscillare tra 2 raggi min e max, rispetto a 2 CAWTs dell'arte nota di costante raggio min e raggio max.

FIG. 10 è un grafico che mostra il coefficiente di coppia adimensionale in funzione del rapporto di velocità alla pala/velocità del vento, per un classico profilo simmetrico (NACA 0015) e per un classico profilo asimmetrico (NACA 4415).

Si tratta di una turbina eolica (A) comprendente un asse di rotazione (Z, Y) atto ad essere posizionato verticalmente o orizzontalmente e N pale o lame (1) montate su detto asse (Z, Y).

Negli esempi in figura, detta turbina eolica (A) comprende tre pale o lame (1), disposte sostanzialmente parallele a detto asse di rotazione (Z, Y) e distribuite con simmetria assiale. Dette pale (1) possono comunque avere forma sostanzialmente elicoidale, spiroidali, a catenaria, o altro.

Ognuna di dette pale o lame (1) ha un profilo alare particolarmente conformato, ad esempio asimmetrico a schiena d'asino o bombato, o di qualunque altra forma.

Ognuna di dette pale o lame (1) è vincolata indirettamente a detto asse (Z, Y) tramite uno o più bracci (3) radiali, a loro volta solidali a detto asse (Z,Y) e dove dette pale o lame (1) possono traslare rispetto a detto asse (Z, Y) in direzione radiale, per effetto della forza centrifuga durante rotazione delle pale (1) stesse per l'azione del vento.

Nella soluzione di figure 1 e 2, le pale o lame (1) sono vincolate traslanti in direzione radiale rispetto ai relativi bracci (3), essendo vincolati agli stessi tramite mezzi elastici come rappresentato nel dettaglio nelle figure 5.

Nella soluzione rappresentata, dette pale o lame (1) comprendono fori (103) per l'inserimento dell'estremità libera (31) dei bracci (3), a loro volta dotate di mezzi o ruotine o cuscinetti (32) per lo scorrimento dei bracci (3) sulla parete interna di detti fori (103) delle pale (1).

Si può prevedere che anche dette pale (1) comprendano mezzi o ruotine o cuscinetti (104) per lo scorrimento di parte di dette pale (1) sulla superficie esterna (33) di detti bracci (3), dove detto scorrimento avviene con o senza gioco, per permettere eventuali inclinazioni delle pale (1) rispetto ai bracci (3).

La traslazione radiale di dette pale o lame (1) è contrastata, almeno verso l'esterno, da molle (13) inserite coassialmente in detti bracci (3) e a loro volta vincolate con un'estremità (132) ai bracci (3) e con l'estremità opposta (131) alla pala (1).

Nella soluzione di figure 3a, 3b, 5a, 5b, 5c, 6, le pale o lame (1) sono traslanti in direzione radiale lungo i relativi bracci (3), scorrendo sulle rotaie (2) ottenute dividendo la sezione del braccio radiale (3) ad esempio in due forme a C.

Ciascuna pala (1) è in grado di traslare in direzione radiale per mezzo di almeno una ruota principale (4) che rotola lungo dette rotaie (2). Detta ruota principale (4) è montata su un telaio scorrevole (5) solidale e assemblato insieme a detta pala o lama (1) mediante una o più piastre di estremità (6) unite tramite mezzi di fissaggio (7) alla lama (1) stessa, ad esempio tramite viti. Detta lama (1) è a tale scopo provvista di almeno un foro (8) di inserimento del braccio radiale (3), di forma omologa al braccio (3) stesso con un offset o gioco esterno (9) lungo la direzione circonferenziale.

Nello spazio degli offset esterni (9) trova alloggiamento un adeguato numero di ruote minori (10) che consentono un gioco (11) tra il loro profilo di rotolamento e la parete esterna (31) del braccio radiale (3): il gioco (11) è progettato per consentire una leggera rotazione della pala (1) intorno all'asse (12) della ruota principale (4), permettendo così un principio passivo di passo variabile regolato da gravità nelle forme di realizzazione raffigurate nelle FIG. 3. Nel caso di FIG. 5b invece il gioco (11*) viene minimizzato alla tolleranza meccanica tale da consentire il rotolamento, annullando quindi l'effetto di variazione dell'inclinazione della lama o pala (1), che potrà pertanto essere montata anche a passo fisso nel campo dell'invenzione. La posizione relativa dell'asse (12) della ruota principale (4) rispetto al baricentro della pala (1) ed al centro di pressione del profilo alare della pala (1) è anche parte dell'invenzione, in quanto è regolata dall'equilibrio degli effetti centrifughi, aerodinamici e di gravità in funzione dal vincolo tra pala (1) e braccio (3).

Detto telaio scorrevole (5) comprende anche un giunto a cerniera (51) in cui il gancio (131) di una molla di trazione (13) è collegato: detta molla di trazione (13) attraverso la sua rigidezza offerta regola il raggio (R) variabile della turbina (A) quando la forza centrifuga agisce, contrastando la traslazione della pala (1) almeno verso l'esterno.

L'utilizzo dell'invenzione in condizioni di vento variabili comprende in quanto suo sottoinsieme l'uso nel vento generato da traffico, per il quale l'allestimento ottimale risulta essere quello orizzontale (FIG. 2, FIG. 3) in cui l'ingombro inferiore della turbina (A) sia posto al livello del franco minimo ammesso dalla normativa vigente rispetto alla quota della pavimentazione stradale finita, o del piano del ferro.

Come ulteriore specificazione per la realizzazione illustrata in FIG. 7, la stessa apparecchiatura dell'invenzione che consente di variare la solidità Nc/R come in FIG. 5, può essere progettata per agire in modo leggermente diverso in funzione della lama (1).

Si può infatti prevedere che le molle di trazione (13) vincolanti una di dette pale (1) abbiano rigidezza o configurazione o caratteristiche meccaniche diverse da quelle vincolanti le rimanenti pale (1), tale che detta turbina (A) abbia pale (1) distribuite in modo asimmetrico, per favorire una posizione di arresto selettivo.

Ad esempio, con N=3, un leggero aumento di rigidezza della molla (13), determinata ad esempio, ma non solo, dal numero di avvolgimenti, di una lama (1) rispetto a quella delle altre due lame (1) introdurrà un leggero sbilanciamento, permettendo l'arresto della macchina in posizione di Y rovesciata.

Al contrario una leggera diminuzione di rigidezza della molla (13), determinata ad esempio, ma non solo, dal numero di avvolgimenti, della lama (1) stessa rispetto alle altre, introdurrà un leggero sbilanciamento che consente l'arresto della macchina in posizione di Y, con riferimento alla gravità (G) ed alla direzione di ingresso vento (W).

Lo sbilanciamento voluto è ottenibile variando la configurazione o le caratteristiche meccaniche delle molle (13) e/o applicazione di uno o più pesi ai bracci (3) e/o delle pale (1) secondo la disposizione più idonea.

Nell'esempio di figura 7, la pala (1B) con raggio maggiore (RmaxB) è rivolta verso il basso, nella configurazione ad Y, individuando la posizione 0°.

Tali soluzioni sono applicabili con asse (Y) posizionato orizzontalmente. Un dispositivo simile può quindi consentire di ottenere contemporaneamente il principale effetto inerziale precedentemente descritto, insieme ad un arresto selettivo in due posizioni preferenziali: la posizione di Y, associato alla sbilanciatura iniziale di una lama, è particolarmente rilevante per questa invenzione. Infatti le mappe di coppia dei prototipi ed alla simulazione dimostrano che a velocità di rotazione nulla per N=3 il valore di coppia in una CAWT è positivo per tutte le lame solo se la macchina ha un angolo preferenziale all'avviamento da -5 ° a 5 ° circa, che è la posizione Y ottenuta con il dispositivo di sbilanciamento descritto. L'invenzione è quindi in grado di migliorare le capacità autoavvianti mediante l'uso di tale dispositivo di arresto selettivo.

La nuova turbina eolica (A) comprende anche, su ognuno di detti bracci (3), almeno un tappo di fine corsa (CC, CC1) atto a limitare la traslazione verso l'esterno di dette pale (1), e dove, quando dette pale (1) sono alla massima distanza dall'asse (Z, Y), dette pale (1) sono in battuta su detti tappi (CC, CC1), formando un profilo aerodinamico risultante determinato dall'unione del profilo della pala (1) e del profilo del tappo (CC, CC1).

In posizione di raggio massimo (Rmax), quindi in condizioni stazionarie, la lama (1) viene proiettata dall'azione della forza centrifuga sulla molla radiale (13) contro il tappo di rivestimento aerodinamico (CC, CC1), che potrà essere locale sul braccio radiale (3) (FIG. 3a) o completamente esteso (CC1) per la lunghezza di pala (3) (FIG. 3b): pertanto, a seconda della forma di realizzazione, qualsiasi sistema di pitching variabile passivo è impedito a regime, la lama (1) essendo bloccata sul raggio massimo (Rmax), nella posizione tangenziale classica "Darrieus" dal suo premere contro il tappo di copertura (CC, CC1) di FIG.6.

Il miglioramento delle capacità di auto-avviamento può venire raggiunto mediante l'uso di profili alari asimmetrici, bombati/a schiena d'asino, i quali nella configurazione di FIG. 3b si trovano a regime a completare attraverso il tappo esteso (CC1) un ulteriore profilo aerodinamico, questa volta tendenzialmente simmetrico (FIG. 6): l’invenzione ottimizza quindi il rendimento della macchina mediante l’uso di profili asimmetrici per le fasi di avviamento e tendenzialmente simmetrici a regime, come spiegato dalle due differenti curve di FIG. 9, che possono in qualche maniera essere entrambe inviluppate dal comportamento dell'invenzione. Il tappo (CC, CC1) che copre e la punta della lama (1) dell'invenzione possono essere inoltre progettati con il bordo entrante diritto (102) ed il bordo uscente smussato (101) come nelle FIG. 3, FIG. 6 in modo da dare origine ad una vorticità più bassa e ridurre pertanto le perdite energetiche a monte della conversione.

Come mostra FIG. 8, mentre le macchine a raggio costante dello stato dell'arte possono estrarre potenza minima o nulla durante i vuoti di vento, la macchina dell'invenzione può estrarre maggiore energia durante la mancanza di vento, in quanto la velocità di libera uscita della turbina (A) a raggio (R) variabile si mantiene più alta rispetto ai casi di raggio costante (R1, R2), grazie al dispositivo ad inerzia variabile dell'invenzione.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Turbina eolica (A) comprendente un asse di rotazione (Z, Y) atto ad essere comunque posizionato nello spazio e N pale o lame (1) vincolate a detto asse (Z, Y), caratterizzata dal fatto che ognuna di dette pale o lame (1) è vincolata indirettamente a detto asse (Z, Y) tramite uno o più bracci (3) radiali, a loro volta solidali a detto asse (Z,Y) e dove dette pale o lame (1) possono traslare rispetto a detto asse (Z, Y) in direzione radiale durante la rotazione delle pale (1) stesse.
2. 2. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette pale o lame (1) è vincolata ai relativi bracci (3) tramite mezzi atti a contrastare detta traslazione radiale delle pale (1) stesse almeno nel verso di allontanamento da detto asse (Z, Y), detti mezzi comprendenti uno o più mezzi elastici o più molle (13) inserite coassialmente in detti bracci (3) e a loro volta direttamente o indirettamente vincolate con un'estremità (132) a detti bracci (3) stessi e con l'estremità opposta (131) a detta pala (1).
3. 3. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette pale o lame (1) comprende fori (103) per l'inserimento dell'estremità libera (31) dei bracci (3), e dove dette estremità libere (31) sono a loro volta dotate di mezzi o ruotine o cuscinetti (32) per lo scorrimento dei bracci (33) sulla parete interna di detti fori (103) delle pale (1) e/o dette pale (1) comprendano mezzi o ruotine o cuscinetti (104) per lo scorrimento di parte di dette pale (1) sulla superficie esterna di detti bracci (3), dove detto scorrimento avviene con o senza gioco tra le pale (1) rispetto ai bracci (3), per permettere o impedire la variazione di inclinazione tra detta pala (1) e i relativi bracci (3).
4. 4. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette pale o lame (1) è traslante in direzione radiale lungo i relativi bracci (3) scorrendo su rotaie o scanalature o fessure (2) ottenute sui bracci (3) stessi, dove ciascuna pala (1) comprende: • almeno un foro (8) di inserimento del braccio radiale (3), di forma omologa al braccio (3) stesso con un offset o gioco esterno (9) lungo la direzione circonferenziale; • un telaio (5) montato in detto foro (8) di detta pala o lama (1) e solidale alla pala (1) stessa; • almeno una ruota principale (4) atta a ruotare in dette rotaie (2) internamente a detto bracci (3) e montata su detto telaio (5);
5. 5. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che in detto offset o gioco esterno (9) tra pala (1) e braccio (3) sono alloggiate una o più ruote minori o cuscinetti vincolati a detto telaio (5) della pala (1), con o senza gioco (11, 11*) tra il loro profilo di rotolamento e la parete esterna (33) del braccio radiale (3), per permettere o impedire la variazione di inclinazione tra detta pala (1) e i relativi bracci (3).
6. 6. Turbina eolica (A) come da rivendicazioni 4, 5, caratterizzata dal fatto di comprendere, su ognuno di detti bracci (3) almeno un tappo di fine corsa (CC, CC1) atto a limitare la traslazione verso l'esterno di dette pale (1), e dove, quando dette pale (1) sono alla massima distanza dall'asse (Z, Y), dette pale (1) sono in battuta su detti tappi (CC, CC1), formando un profilo aerodinamico risultante determinato dall'unione del profilo della pala (1) e del profilo del tappo (CC, CC1).
7. 7. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di comprendere un tappo (CC) su ognuno di detti bracci (3).
8. 8. Turbina eolica (A) come da rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di comprendere un unico tappo esteso (CC1) montato tra i bracci (3) di una medesima pala (1), detto tappo esteso (CC1) e detta pala (1) aventi profili aerodinamici asimmetrici tali che il profilo aerodinamico risultante, con pala (1) in posizione di massima distanza, è sostanzialmente in grado di dare origine nella turbina (A) ad una coppia maggiore agli alti regimi.
9. 9. Turbina eolica (A) come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta turbina (A), con asse (Y) disposto orizzontalmente, ha pale (1) distribuite in modo debolmente asimmetrico in fase di avvio, ossia una o più di dette pale (1) hanno distanza diversa dall'asse (Y) rispetto ad una o più ulteriori altre pale (1), per favorire una posizione di arresto selettivo, dove detta distanza delle pale (1) da detto asse (Y) è regolato dalla rigidezza e/o dalla configurazione e/o dalle caratteristiche meccaniche di dette molle di trazione (13) e/o dall'applicazione e distribuzione di uno o più pesi su una o più di dette pale (1) e/o su uno o più di detti bracci (3) nel modo idoneo ad ottenere lo sbilanciamento voluto.
10. 10. Turbina eolica (A) come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta turbina (A) è atta ad essere posizionata a bordo strada o ferroviario, in rettifilo, in curva, in tunnel, con ingombro inferiore posto ad un livello superiore al franco minimo ammesso dalla normativa vigente rispetto alla quota della pavimentazione stradale finita, o del piano del ferro, oppure in ambito portuale o aeroportuale o comunque dove il vento agente sulla turbina (A) comprende il vento provocato da sistemi di trasporto o mezzi in movimento in genere, per sfruttare le perdite aerodinamiche di detti mezzi in movimento.