Zephyr: an ultra compact wind turbine for off-grid camping and hiking

Camping trips are becoming increasingly popular, yet, while technology continues to offer new opportunities in many aspects of our lives, this sector has seen little advancement. Until now, finding a renewable source of electricity for such adventures has proven to be a challenge. The main solutions, power banks and foldable solar panels, are undoubtedly useful but have significant limitations in capacity, weight, charging speed, and usability. As a result, this thesis explores an alternative, underutilized possibility: harnessing wind power, a renewable energy source abundantly present in mountainous areas. The thesis begins with research on electricity usage in camping, analyzing the pros and cons of existing solutions and investigating why this approach has been largely overlooked. Additionally, feedback from campers was gathered to identify the most critical aspects to address. The outcome of this study is the design of Zephyr, an ultra-compact wind turbine specifically tailored for this context, featuring two removable integrated power banks and a telescopic pole to keep it stable even in strong winds. On a more technical level, to ensure the feasibility of the project, I studied the physics behind wind energy production and the electronics required to verify component compatibility, carefully selecting and comparing the internal elements. For the blade design, specialized software was used to develop an optimal shape after defining key parameters. This project demonstrates that a wind turbine does not have to be bulky or complex, it can be portable and compact, turning the wind into a continuous power source for any adventure.

Le gite e trekking in tenda sono sempre più popolari ma, mentre negli altri aspetti della nostra vita la tecnologia offre sempre più opportunità, in questo settore no, in quanto fin’ora si è rivelato difficile procurarsi una fonte di energia elettrica rinnovabile per queste avventure. Le soluzioni principali, ovvero power bank e pannelli solari pieghevoli, sono indubbiamente utili, ma presentano notevoli criticità a livello di capacità, peso, velocità di ricarica e utilizzo; di conseguenza, questa tesi vuole esplorare una nuova possibilità, poco esplorata, che sfrutta una fonte rinnovabile molto presente in zone montuose: il vento. La tesi inizia con una ricerca sugli usi dell’elettricità in campeggio e sui pro e contro dei vari competitor, indagando sul perché una soluzione del genere sia stata poco esplorata fino ad oggi, per poi analizzare il parere di alcuni campeggiatori per capire quali fossero gli aspetti più critici. Il risultato è la progettazione di Zephyr, una turbina eolica ultracompatta pensata appositamente per questo contesto, dotata di due power bank integrati rimovibili e un’asta telescopica per tenerla ferma in posizione anche con forti venti. A livello più tecnico, per assicurarmi che il risultato fosse più realistico possibile, ho studiato la fisica che sta dietro alla produzione di energia eolica e l’elettronica per verificare la compatibilità dei vari componenti interni, sui quali c’è stata un’attenta selezione e confronto. Per quanto riguarda la forma delle pale, è stato usato un software dedicato per svilupparla, dopo aver selezionato i parametri chiave. Questo progetto dimostra che una turbina eolica può essere non necessariamente ingombrante e complessa, ma anche portatile e compatta, trasformando il vento in una fonte di potenza continua per ogni avventura.