Studio di un mini generatore elettrico alimentato da vibrazioni indotte da vortici

This thesis work shows the realization and testing of a new kind of hydroelectric power generator. The prototype has been made by a steel shaft stuck on aan extremity and fixed to a sphere on the other extremity. This sphere oscillates when it is immersed in a stationary water flow thanks to the VIV (Vortex Induced Vibrations) phenomenon. Furthermore we put a geophone inside the sphere to transform the movement in electrical current. In this thesis a study about the conditions that maximizes sphere oscillations is reported together with results about power and performances obtained using this prototype. Moreover a mathematical model has been implemented to simulate the way the prototype works and to develop new protoye more performing. This tool represents a contribution to research of new energy harvesting systems.

In questo lavoro di tesi si illustra la realizzazione e la sperimentazione di un mini generatore idroelettrico di tipo innovativo. Il prototipo è costituito da un’asta d’acciaio incastrata al cui estremo libero è posta una sfera. Questa sfera immersa in un flusso d’acqua stazionario oscilla in modo armonico grazie al fenomeno VIV (Vibrazioni Indotte da Vortici). Inoltre nella sfera si è inserito un geofono in modo da ottenere corrente elettrica dal movimento. Nella tesi si presenta uno studio delle condizioni per cui sono massime le oscillazioni della sfera ed i risultati di potenza e rendimento ottenuti dal prototipo. In fine si è messo a punto un modello matematico del prototipo che simulandone il funzionamento potrà permettere di dimensionare altri prototipi più efficenti. Questo strumento da un ulteriore contributo al panorama dei sistemi di energy harvesting.