Progetto preliminare e modellazione cad di pompa eolica per acqua

La presente tesi si focalizza sulla progettazione concettuale, il dimensionamento preliminare, l'analisi e l'ottimizzazione di una turbina eolica destinata al pompaggio d'acqua, da realizzare prevalentemente attraverso tecnologie di additive manufacturing. L'elaborato si articola in fasi. Inizialmente, è stata condotta un'attenta analisi della velocità media del vento in diverse regioni dell'Africa (possibile luogo di installazione) al fine di individuare il paese più idoneo per l'installazione della turbina. I risultati di questa verifica hanno evidenziato che il Marocco potrebbe costituire una scelta promettente, grazie alle condizioni ambientali favorevoli. Successivamente, si è proceduto con un opportuno dimensionamento del rotore e del profilo alare della turbina, utilizzando come riferimento la velocità media del vento, precedentemente determinata. Sono stati, pertanto, usati diagrammi del coefficiente di potenza al variare del tip speed ratio (TSR) per stimare le prestazioni in base a dati statistici. Definite le dimensioni della turbina eolica e determinata la potenza teorica sviluppabile, è stato possibile procedere anche con il dimensionamento della pompa alternativa a semplice effetto, che sfrutta l’energia fornita dalla turbina eolica per il pompaggio d’acqua. In seguito, è stato realizzato un modello tridimensionale della turbina eolica, impiegando i corretti accoppiamenti ed, infine, sono state condotte analisi fluidodinamiche sulle pale della turbina al fine di studiare, in via preliminare, il comportamento del vento che le può attraversare. Queste analisi hanno permesso di ottimizzare il profilo stesso delle pale, consentendo di sfruttare al meglio l'energia cinetica del vento.