Analisi e miglioramento delle caratteristiche aerodinamiche di un modello di aerogeneratore per prove in galleria del vento

L'interesse verso l'energia eolica ha portato negli ultimi anni alla necessità di progettare aerogeneratori sempre più efficienti e allo sviluppo di modelli numerici e sprimentali sofisticati, nel tentativo di comprendere tutti gli aspetti che caratterizzano queste macchine. Il lavoro che si presenta si colloca all'interno del progetto WT2 (a Wind Turbine in a Wind Tunnel), il cui intento è la realizzazione del primo modello aero-servo-elastico di aerogeneratore per prove in galleria del vento. Gli obiettivi principali del presente lavoro di tesi sono due: il miglioramento delle prestazioni della macchina (intese soprattutto come potenza prodotta), attraverso la messa a punto di alcuni dettagli relativi all'aerodinamica, e la caratterizzazione delle prestazioni stesse. La prima parte del lavoro riguarda la scelta e il dimensionamento di strisce di transizione da applicare alla superficie delle pale, in modo da aumentare l'efficienza aerodinamica dei profili ed ottenere un incremento di spinta e potenza prodotte. L'altro aspetto di modifica del modello riguarda la progettazione di una copertura aerodinamica per il pilone di sostegno. La fase successiva consiste nella presentazione di alcune tecniche di elaborazione dei dati. In particolare si sono analizzati diversi metodi di correzione delle misure in modo da tener conto degli effetti di bloccaggio presenti in galleria del vento. Il metodo di correzione adottato si basa su una teoria del disco attuatore modificata che considera la presenza delle pareti della camera di prova. Il cuore del lavoro sta ad ogni modo nella descrizione delle prove in galleria del vento e nella presentazione dei principali risultati. La caratterizzazione della macchina consiste nell'analisi della spinta e della potenza sviluppate sotto diverse condizioni operative e nella mappatura del campo di velocità a valle del modello. I risultati raccolti vengono confrontati con quanto previsto in fase di progetto e, a fronte delle differenze osservate, si riporta la procedura di identificazione parametrica delle caratteristiche aerodinamiche, in cui l'approccio sperimentale si fonde con quello numerico.