Il monitoraggio

Allo scopo di valutare l’efficienza energetica e il comportamento funzionale e strutturale delle due mini-turbine eoliche, ognuna è stata attrezzata con un sistema di acquisizione dei dati per il monitoraggio delle caratteristiche funzionali e strutturali delle macchine. Il sistema di acquisizione dati è costituito da una serie di sensori (posizionati sulle macchine e sulle torri anemometriche), da strumenti per l’acquisizione del segnale dai sensori, da un sistema di acquisizione e archiviazione dei dati presso il campo sperimentale, e dal sistema di trasmissione dei dati al Laboratorio di Macchine (presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica dell’Università di Trento).

I sensori a bordo delle turbine
La turbina eolica da 11 kW (Gaia Wind) e da 20 kW (Jimp20) sono state strumentate con una rete di sensori. In particolare sono stati installati:

  • estensimetri per la rilevazione delle deformazioni flessionali di pale e torre e per l’analisi delle deformazioni torsionali (e quindi della coppia meccanica) all’albero primario delle macchine;
  • encoder assoluti per lo studio della posizione angolare istantanea, velocità di rotazione di rotore e navicella e posizione delle pale;
  • accelerometri piezoelettrici per la misura delle accelerazioni subite dalle pale e dalla navicella della macchine;
  • analizzatore di rete per la misura delle caratteristiche dell’energia elettrica immessa in rete.

Per meglio comprendere l’interazione fluido-rotore, è stato installato un anemometro ultrasonico 3D solidale alla navicella della GAIA WIND a distanza ridotta e sopravento tramite il quale, correggendo opportunamente le misure, sarà possibile ottenere un elevata coerenza tra velocità misurata e velocità sul rotore.

Avvalendosi anche dell’anemometro ultra sonico già presente sulla torre anemometrica 2 sarà possibile la valutazione della coerenza longitudinale e laterale attraverso i dati sperimentali.

La turbina di potenza nominale 1 kW (Airdolphin) è invece già dotata di alcuni sensori installati a bordo per la rilevazione di grandezze quali la potenza elettrica istantanea e la velocità di rotazione. Il sistema di acquisizione dei dati da essa provenienti è indipendente da quelli relativi alle altre due macchine.
Oltre alla strumentazione sulle macchine sono stati installati anche due pali anemometrici per la misura di grandezze anemologiche (velocità e direzione del vento, temperatura e pressione ambiente), in modo tale da poter correlare le caratteristiche di funzionamento delle turbine con quelle della risorsa.

Il sistema di misura e acquisizione dei dati.

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