Energia dal vento con pale ad apertura variabile

Credits – Immagini: Harmony Turbines

Un generatore eolico ad asse verticale sviluppato per applicazioni a piccola scala, che modifica progressivamente la propria geometria per ottimizzare il funzionamento e proteggersi in caso di raffiche forti.

Harmony Turbines propone un approccio innovativo alle tecnologie micro-eoliche che, attualmente, registra una diffusione limitata nonostante l’interessante potenziale applicativo. L’azienda con sede a Lebanon (Pennsylvania, USA) sta sviluppando una turbina per piccole applicazioni, che mette a sistema semplicità costruttiva, facilità d’uso, ottimizzazione funzionale e buon rapporto fra costo economico e produzione energetica.

Obiettivo dell’iniziativa è superare i limiti degli attuali generatori, sviluppati per i grandi parchi energetici ma poco adatti all’uso in ambito residenziale, per rendere l’eolico accessibile a tutti. Con due brevetti all’attivo, Harmony Turbines punta a rivoluzionare il settore secondo un approccio che mette lo scopo davanti al profitto, per offrire soluzioni adatte alla produzione locale di energia pulita senza complicazioni.

Efficienza a basso impatto

Le tecnologie sviluppate da Harmony Turbines risolvono le principali criticità che hanno finora limitato l’adozione su larga scala delle turbine micro-eoliche: scarsa efficienza in condizioni ventose variabili, vulnerabilità agli eventi estremi e integrazione urbana problematica.

I test preliminari sul prototipo hanno dimostrato un raggio d’azione potenzialmente migliorato rispetto ad altre soluzioni concorrenti su piccola scala. Le unità eoliche presentano basse emissioni acustiche, un elevato profilo di sicurezza e una significativa compatibilità ambientale, grazie al design a basso impatto visivo e senza rischio per l’avifauna.

Immagini: Harmony Turbines
COME FUNZIONA
L’attuale configurazione di sviluppo combina un rotore Savonius, con doppia pala verticale, e un generatore a flusso assiale semplificato, a magnete permanente a doppio polo con traferro fisso, che garantisce prestazioni ottimizzate con estensioni delle pale variabili fra:

  • massime (in alto): il generatore si avvia con pale aperte, per evitare movimenti bruschi e bloccaggi;
  • intermedie (al centro): aumentando progressivamente il numero di giri al minuto aumenta anche la potenza generata;
  • minime (in basso): raggiunto il regime di giri desiderato, la dimensione delle pale ottimizza la potenza generata
Immagini: Harmony Turbines
SOLUZIONI BREVETTATE
Il potenziale tecnologico di Harmony Turbines è basato su tecnologie che superano i limiti operativi delle turbine ad asse verticale, per sfruttare anche le condizioni ventose marginali normalmente trascurate dai sistemi convenzionali.

La prima riguarda un generatore ad alta efficienza, sviluppato per entrare in funzione con una velocità del vento estremamente ridotta (1÷2 mph, pari a 1.6÷3.2 km/h) e per eliminare il “cogging”, una forza parassita che i sviluppa nei motori a magneti permanenti. La seconda innovazione è un meccanismo di ripiegamento dinamico delle pale, che mantiene costante la produzione di energia anche in caso di vento forte, per prevenire i danni strutturali.

DALL’IDEA AL MERCATO
Harmony Turbines è stata fondata dai coniugi Moore: Christopher è un inventore e imprenditore che lavora nel campo delle energie rinnovabili dagli anni ‘90; Cheryl vanta competenze in ambito risorse umane, IT e analisi dati. Dopo l’iniziale condivisione di diversi progetti “open source”, dal 2017 l’attività è orientata allo sviluppo di brevetti.

Immagini: Harmony Turbines

L’azienda ha sostenuto il proprio sviluppo tramite l’equity crowdfunding, su piattaforme specializzate, e ha avviato una nuova raccolta per rafforzare ricerca e produzione industriale. Le prime unità puntano all’equilibrio tra sostenibilità economica e accessibilità, con una potenza attesa di 400 W con vento a 40 km/h. Nell’immagine: uno dei primi prototipi, ora non più in sviluppo, composto da numerose pale sovrapposte. In questo caso la tecnologia con traferro variabile rende l’applicazione adatta a turbine di grande dimensione.

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