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TITOLO RIVISTA:

76°Congresso ATI – Volume 312, 2021

TITOLO ARTICOLO:

Some design guidelines to adapt a Darrieus vertical axis turbine for use in hydrokinetic applications (Alcune linee guida di progettazione per adattare una turbina ad asse verticale Darrieus per l’uso in applicazioni idrocinetiche)

AUTORI:

  • Francesco Balduzzi, Pier Francesco Melani, Alessandro Bianchini – Università degli Studi di Firenze
  • Giuseppe Soraperra, Alessandra Brighenti – HE-PowerGreen s.r.l.
  • Lorenzo Battisti – Università di Trento

ESTRATTO:

The use of vertical-axis turbines is raising interest in the field of hydropower production from rivers or water channels, where suitable mass flows are available, without the need of high water jumps or large construction sites. Although many optimization studies on vertical-axis turbines have been carried out for wind applications, lesser examples exist in the technical literature regarding hydrokinetic turbines. In the latter case, the best trade-off between power output and low structural stress is more dependent on the fluid dynamic loadings rather than the inertial loadings, due to the higher fluid density and lower rotation speed. The present work shows the results of an industrial study case application, in which the design of a traditional three-blade Darrieus rotor has been adapted for operating in water flows via hydrokinetic technology. Some specific design rules will be discussed, showing the different concepts adopted for the machine layout in order to achieve the best efficiency and performance. Multiple geometrical parameters of the rotor configuration were involved during the analysis: the number of rotor blades, i.e. two or three blades, the rotor’s shape, i.e. traditional H-shape or unconventional L-shape, and the use of power augmentation systems. The analysis of the numerical results was focused on the following output targets: maximum power coefficient, optimal tip speed ratio (TSR), rotor thrust, blade normal force and the upstream and downstream flow field influence. The outcome of the study shows how the best configuration differs from the common solutions for wind application. Moreover, a high power enhancement can be achieved while guaranteeing a good compromise in terms of structural loads.

Pubblicazione on-line: 22 Ottobre 2021
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148120304833

TITOLO RIVISTA:

Ocean Engineering – Vol. 234 – Ocean Engineering fornisce un mezzo per la pubblicazione di lavori originali di ricerca e sviluppo nel campo dell’ingegneria oceanica

TITOLO ARTICOLO:

Case study of a cross-flow hydrokinetic turbine in a narrow prismatic canal (Caso di studio di una turbina idrocinetica a flussi incrociati in uno stretto canale prismatico)

AUTORI:

  • L. Battisti, L. Cacciali, S.Dell’Anna – Università degli Studi di Trento
  • G.Soraperra – HE-Powergreen srl

ESTRATTO:

The performance of a high-solidity H-Darrieus cross-flow hydrokinetic turbine was tested in the subcritical flow of a narrow artificial canal. Turbine shape and swept area were selected to generate high blockage into the flow for mechanical power maximization, although a high axial thrust on the blades was attained. A detailed description of the support structure, probes, and the turbine is provided as a first step of further in-depth studies. After measurements of the undisturbed flow velocity with an acoustic doppler velocimeter, the turbine was submerged to operate at different rotor speeds, while measurements of torque, thrust, and rotor speed were acquired. The water depth at another crossbar was measured continuously to check the backwater profile spreading towards upstream, showing no flooding risk at each rotor speed. Experimental data were analyzed for the torque ripple investigation and high sensitivity to low tip speed ratios was demonstrated.

Pubblicazione on-line: 15 Agosto 2021
Link: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109281

L’installazione della quarta turbina idrocinetica permette finalmente di completare l’impianto, di vederlo funzionare e apparire nel suo insieme, mettendo in chiaro i punti di forza, i tratti già maturi e gli aspetti sui quali la sperimentazione deve naturalmente completare il suo percorso. E nel frattempo sta già prendendo forma il secondo impianto sperimentale senza il quale il progetto di ricerca non può avanzare.

 

Siamo pronti per aggiungere altre turbine all’impianto, una alla volta fino a un massimo di tre per comprendere come si modifica il comportamento fluidodinamico di ogni macchina. Ogni singola installazione comporta un periodo di assestamento del set-up funzionale e un continuo monitoraggio dell’impianto e del canale nel loro insieme, alla ricerca della configurazione ottimale.

 

TITOLO RIVISTA:

QualEnergia.it – Il portale dell’energia sostenibile che analizza mercati e scenari per accelerare la decarbonizzazione dell’economia. Ogni giorno news, analisi, commenti sul mondo dell’energia.

TITOLO ARTICOLO:

Le turbine idrocinetiche: il settore emergente dell’energia idroelettrica

AUTORI:

  • Lorenzo Battisti – Università degli Studi di Trento

ESTRATTO:

Cosa sono le macchine motrici che trasformano il flusso di energia cinetica di correnti d’acqua marine o fluviali in potenza elettrica? Vediamone le potenzialità, le tipologie, i costi e le prestazioni. Un articolo di Lorenzo Battisti del DICAM Università di Trento.

Pubblicazione on-line: 8 gennaio 2021
Link: https://www.qualenergia.it/pro/articoli/turbine-idrocinetiche-settore-emergente-energia-idroelettrica/

L’obiettivo iniziale è quello di valutare e analizzare la funzionalità, la produzione e la silenziosità della prima turbina. La peculiare sensoristica installata a bordo permette, unitamente al sistema diagnostico di serie, una continua diagnosi in tempo reale sul funzionamento dell’impianto. La conclusione positiva di questa prima fase dei test in campo permetterà ora di procedere con le prossime tappe della campagna di misure in campo.

 

In tarda primavera si è conclusa la fase progettuale del primo impianto prototipo ed è stato dato il via alla realizzazione di tutte le sue parti: dalla produzione di specifiche pale per l’applicazione idrocinetica alla carpenteria pesante dell’intera struttura di supporto, dalla produzione del generatore elettrico su nostro disegno allo sviluppo dell’elettronica ad hoc. A conclusione di questa fase, a fine estate sono stati verificati e collaudati in laboratori specializzati e nelle varie officine coinvolte le funzionalità delle principali parti dell’impianto.

 

TITOLO RIVISTA:

Renewable Energy, rivista internazionale di approfondimento scientifico di riferimento per la ricerca e sviluppo di sistemi per lo sfruttamento delle energie rinnovabili , impact factor 5.439.

TITOLO ARTICOLO:

A generalized method to extend airfoil polars over the full range of angles of attack (Metodo generale per l’estensione delle polari di profili fluidodinamici a tutti gli angoli di attacco)

AUTORI:

  • Lorenzo Battisti, Luca Zanne, Marco Raciti Castelli – Università degli Studi di Trento
  • Alessandro Bianchini – Università degli Studi di Firenze
  • Alessandra Brighenti – HE-Powergreen srl

ESTRATTO:

L’obiettivo generale del lavoro di ricerca presentato nell’articolo è quello di migliorare i modelli numerici per la previsione dei carichi fluidodinamici ai quali sono soggette le turbine ad asse verticale. Tali turbine trovano applicazioni nello sfruttamento energetico di piccola taglia (fino a 30 kW) in ambito eolico, idrocinetico e marino.
Un elemento ritenuto fondamentale dalla comunità scientifica per diffondere la tecnologia è quella di rendere più affidabili i codici utilizzati per stimarne le performance e i carichi sollecitanti. Per migliorare la progettazione, per le turbine ad asse verticale è di fondamentale importanza incrementare l’accuratezza nella previsione del comportamento fluidodinamico del profilo della pala ad elevanti angoli di attacco (cioè in condizione di stallo).
Il lavoro di ricerca pubblicato presenta un nuovo metodo analitico di previsione del comportamento fluidodinamico del profilo della pala basato, validato con dati sperimentali presenti in letteratura e in grado di cogliere gli effetti di una forma arbitraria del profilo aerodinamico (da cui il termine “metodo generale”).

Pubblicazione on-line: 30 marzo 2020
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148120304833

L’intero 2019 è stato dedicato alla ricerca scientifica, alla selezione dei fornitori, alla valutazione dei processi produttivi più adatti e alla definizione delle specifiche per dare il via alla realizzazione del primo generatore elettrico e poi dell’intero impianto sperimentale di HE PowerGreen.

Al progetto hanno cominciato a collaborare le Università di Ferrara e Firenze, contestualmente al consolidamento del rapporto con l’Università di Trento.