Aspetti strutturali del rotore di una turbina eolica ad asse orizzontale

The need in the 70s to find alternative forms of electricity production different from fossil fuels, for reasons of energy supply and environmental sustainability, gave a strong boost to the wind turbines industry, leading to the definition of the conceptual models of turbines that we all use Today. The rotor of these machines constitutes 20% of the cost of the entire conversion system, which is why its design must be carried out with particular care. In this paper, general theoretical and basic aerodynamic aspects of these machines will therefore be examined, in particular referring to horizontal axis turbine blades. Furthermore, in the second part, rotors will be described from a structural point of view, with particular reference to stress loads, without forgetting the problem of fatigue and the construction materials currently used in the sector.

L’esigenza nata negli anni ‘70 di trovare forme di produzione elettrica alternative alle fonti fossili, per questioni di approvvigionamento energetico e di sostenibilità ambientale, ha dato un forte impulso all’azienda eolica, portando a definire i modelli concettuali di turbine che utilizziamo tutt’oggi. Il rotore di queste macchine costituisce il 20% del costo dell’intero sistema di conversione, ragion per cui la sua progettazione deve essere eseguita con particolare cura. In questo elaborato verranno quindi esaminati aspetti teorici generali e aerodinamici di base di queste macchine, in particolare riferendosi alle pale di turbine ad asse orizzontale. Inoltre, nella seconda parte, verranno descritti i rotori da un punto di vista strutturale, con particolare riferimento ai carichi sollecitanti, non dimenticando il problema della fatica e dei materiali da costruzione attualmente impiegati nel settore.