I pannelli solari sui tetti delle case e di altri edifici sono ormai comuni; quello che non ha mai preso piede sono invece i sistemi eolici sui tetti. Molti sforzi sono stati fatti per rendere le turbine meno ingombranti ma i troppi problemi tecnici hanno disincentivato l’interesse. Ora, tuttavia, un nuovo progetto, chiamato AeroMINE potrebbe aggirare questi problemi con lo stesso principio che crea portanza per le ali degli aerei.
A differenza delle celle solari, che si limitano a raccogliere energia durante le ore diurne, le turbine eoliche possono funzionare tutta la notte in qualsiasi luogo con le giuste condizioni, ad esempio, in pianure aperte o colline con velocità del vento anche lieve. Ma oltre a queste esigenze, le grandi turbine hanno bisogno di spazi aperti, che non sempre sono disponibili vicino alle città. L’installazione di impianti eolici sui tetti degli edifici potrebbe aiutare a sfruttare maggiormente questa risorsa.
Quando si tratta di energia eolica, le dimensioni contano. La quantità di energia che una singola turbina può generare è proporzionale all’area in cui le sue pale girano, quindi i dispositivi che sono abbastanza piccoli da poter essere installati su un tetto sono meno potenti. “Ciò che ha impedito ai sistemi attuali di avere successo è che la maggior parte di questi sistemi sono fondamentalmente turbine eoliche miniaturizzate”, dice Brent Houchens, un ingegnere meccanico dei Sandia National Laboratories. I dispositivi più piccoli non producono abbastanza energia per essere efficienti dal punto di vista dei costi. Inoltre, le loro pale che girano rapidamente creano vibrazioni rumorose e le loro numerose parti sempre in movimento sono più soggette a rotture. Rispetto ai pannelli solari passivi sul tetto, le turbine eoliche hanno il potenziale di richiedere una manutenzione piuttosto elevata.
Houchens e i suoi colleghi pensano di aver progettato una soluzione che supera questi ostacoli prendendo a prestito un principio fondamentale del volo aereo. La forma curva di un’ala di un aeroplano altera la pressione dell’aria su entrambi i lati e, in ultima analisi, produce portanza. Orientate come due ali di aeroplano in posizione verticale sul fianco, la coppia di profili alari è rivolta direttamente verso il vento. Mentre il vento si muove, la bassa pressione si accumula tra le lamine e aspira l’aria attraverso le fessure dei loro corpi parzialmente cavi. Questo movimento d’aria fa girare una piccola turbina alloggiata in un tubo e genera elettricità.
Grazie a questo design, il dispositivo AeroMINE (“MINE” sta per Motionless, Integrated Extraction) – può estrarre l’energia eolica da un’area più ampia (essenzialmente, la faccia rettangolare dell’AeroMINE) rispetto a quella che le sue pale di turbina potrebbero estrarre da sole in una configurazione tradizionale. Il nuovo dispositivo sfrutta tutto il vento disponibile, permettendogli di estrarre più energia.
Inoltre, l’AeroMINE non genera le stesse vibrazioni e gli stessi rumori delle turbine normali; sono “meno rumorose di un ventilatore”, dice Houchens. La relativa semplicità del design significa che ci sono meno parti in movimento che posso usurarsi. La turbina, alloggiata su di un edificio, sarebbe più facile da raggiungere se ci fosse bisogno di riparazioni. Questa disposizione mantiene anche le pale isolate da qualsiasi contatto con le persone o uccelli/animali.
Il team sta progettando il sistema in modo che possa essere utilizzato in combinazione con i pannelli solari sul tetto, nonchè sta valutando la possibilità di utilizzare il sistema anche sott’acqua per sfruttare l’energia delle maree.
