Progettazione di pale aeroelastiche in composito con accoppiamento flessotorsionale per un modello di aerogeneratore eolico da galleria del vento

In questo lavoro si presenta il progetto e la realizzazione di pale aeroelastiche con accoppiamento flesso-torsionale di un modello di aerogeneratore eolico da galleria del vento, per studiare i benefici prodotti in termini di riduzione dei carichi sull'intera macchina. L'accoppiamento è stato ottenuto sfruttando le proprietà di ortotropia dei materiali compositi utilizzati nella costruzione delle pale aeroelastiche per modelli aeroelastici, in particolare ruotando le fibre rispetto alla direzione dell'asse di variazione di passo delle pale. Si è utilizzata una procedura di ottimizzazione basata sull'utilizzo di codici aero-elastici e FEM sviluppati dal gruppo di ricerca POLI Wind del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Milano. La pala progettata presenta le stesse prestazioni di una pala di riferimento sviluppata precedentemente. I carichi agenti sulla macchina sono stati ottenuti tramite analisi dinamiche con un modello multicorpo di tutta la turbina, permettendo di controllare gli effetti su tutti i componenti dell'aerogeneratore. Il lavoro comprende la realizzazione in laboratorio della pala aeroelastica di riferimento, con le fibre orientate lungo la direzione dell'asse di passo. In una prima fase, è stato quantificato l'effetto delle rotazioni delle fibre in termini di accoppiamento flesso-torsionale. Successivamente sono state studiate le prestazioni della macchina per valutare i benefici prodotti dall'accoppiamento sui principali componenti della macchina e sulla qualità della potenza prodotta. Infine si presenta la parte sperimentale in laboratorio.