Le turbine eoliche, specie quelle concentrate in grandi farm off-shore, rappresentano oggi una delle fonti di energia rinnovabile più efficaci e scelte al mondo. Tuttavia, a seconda delle latitudini alle quali sorgono questi impianti, nei periodi di freddo intenso la formazione di ghiaccio sulle pale eoliche è tale da influire negativamente sulla produttività, portando ad un squilibrio rotazionale e ad un’usura accelerata, con la necessità di interrompere il funzionamento delle turbine danneggiate per diversi giorni, allo scopo di effettuare le inevitabili riparazioni e manutenzioni.
Attualmente, i metodi tradizionali più utilizzati per prevenire la formazione di ghiaccio sulle turbine eoliche riguardano l’integrazione di tappeti riscaldanti nelle pale, l’uso di sistemi per pompare aria calda nei rotori o l’uso di elicotteri per spruzzare agenti antigelo sulle turbine. Si tratta insomma di sistemi costosi e complessi, motivo per cui sta destando un certo interesse il lavoro che il team di ricercatori dell’Istituto Fraunhofer in Germania sta facendo su un’innovazione promettente per questo problema comune: l’uso di droni per proteggere le pale delle turbine dalla formazione di ghiaccio. Questa soluzione non solo potrebbe migliorare l’efficienza delle turbine eoliche in ambienti freddi, ma anche ridurre i costi associati alla loro manutenzione e riparazione.
Secondo Andreas Stake, project manager del Fraunhofer IFAM, “L’uso dei droni solo quando necessario è un’alternativa conveniente”. Il team di Stake ha sviluppato droni che possono essere impiegati per raggiungere le pale e rivestirle con un materiale antigelo.
Per raggiungere tale scopo, i droni dovevano rispettare tre criteri chiave:
- Un rivestimento resistente
- Un sistema di spruzzatura preciso e leggero
- Un payload elevato per ogni drone
Nel progetto chiamato “Turbo”, i ricercatori hanno sviluppato anche uno speciale rivestimento composto da urea e cera: un prodotto ecocompatibile che aderisce bene alle pale. Per applicare il rivestimento, hanno creato un dispositivo composto da una piccola pompa che manda la miscela attraverso un ugello da 0,3 mm, permettendo una spruzzatura accurata delle estremità delle pale, dove inizia il processo di congelamento.
“La nostra decennale esperienza nella modellazione dei processi di rivestimento ci ha davvero aiutato. Siamo stati in grado di attingere a questa esperienza”, afferma Oliver Tiedje, project manager presso Fraunhofer IPA, il cui team ha utilizzato la fluidodinamica per determinare la dimensione corretta delle goccioline e la pressione richiesta. “Tuttavia, abbiamo dovuto adattare i parametri di processo alla complessa geometria delle turbine eoliche”.
Dopo aver adattato i parametri del processo alla complessa geometria delle turbine eoliche, adesso i ricercatori hanno intenzione di collaborare con partner industriali per rendere pronta la loro tecnica per un’adozione estesa. Oltre alle turbine, la tecnologia potrebbe essere utilizzata per trattare altre infrastrutture – come i cavi aerei nelle ferrovie o le facciate di edifici difficili da raggiungere.
In generale, negli ultimi tempi abbiamo visto diversi progetti innovativi che riguardano le applicazioni dei droni in contesti di impianti eolici, per operazioni che vanno dall’ispezione alla manutenzione, ma anche al semplice trasporto (a questo proposito potete leggere questo articolo sul drone che trasporta merci in cima alle pale eoliche di un impianto nel mezzo del Mare del Nord), segno che in questo settore energetico l’interesse verso sistemi di gestione più economici ed efficienti è molto forte.
