Sviluppo di tecnologie per la progettazione preliminare di aerogeneratori ad asse verticale

Using sustainable energy source in the future will be a prerogative for the health of our planet and wind energy is a possible solution in this way. This is confirmed by several order in terms of wind farm projects submitted by government. Horizontal axis wind turbine is the most common layout for these type of projects because of their validated designing process; vertical axis wind turbine are not so developed respect of their concealed prospectives and this leads to their lower diffusivity. The aim of this thesis is the development of a modern design procedure for vertical axis wind turbine in an integrative way, like happened for horizontal axis wind turbine, so joining an aerodynamics analysis and structural loads in the primarily stage of the design process. The thesis work is articulated in a parametric analysis to determine the course of the power coefficient respect to different variables. In a second time these analysis are endorsed by a series of optimization. Finally the work is equipped with an optimization including the amount of energy produced in a year and the total weight of the machine in order to consider several aspects of the design.

La necessità di utilizzare fonti di energia sostenibile sarà una prerogativa per il bene del nostro pianeta. L’energia eolica è una possibile soluzione in questa direzione, ciò è confermato dai crescenti ordinativi di parchi eolici commissionati dai governi dei vari paesi. Le turbine ad asse orizzontale sono la soluzione più diffusa in progetti di questo tipo, essendo la loro progettazione validata da tempo. Le turbine ad asse verticale non hanno lo stesso livello di sviluppo sebbene abbiano delle potenzialità ancora inespresse, questo limita la loro diffusione. Scopo di questa tesi è lo sviluppo di metodologie per la progettazione di turbine eoliche ad asse verticale, in maniera multidisciplinare, come avviene al giorno d’oggi per le turbine ad asse orizzontale, unendo quindi l'analisi aerodinamica a quella dei carichi strutturali.