Dimensionamento di un assorbitore passivo di tipo NES per ridurre le vibrazioni di una pala eolica = Sizing of a NES (Nonlinear Energy Sink) passive absorber for the reduction of wind turbine structural dynamic loads

Ridurre le vibrazioni nell’albero delle turbine eoliche è un obiettivo fondamentale per mantenere il loro funzionamento ottimale nel tempo. In questo lavoro di ricerca e sviluppo si è stato mostrato per la prima volta che un assorbitore passivo di tipo non lineare può essere utilizzato in un’applicazione meccanica su larga scala, in vista di una prima applicazione reale. Questo assorbitore si caratterizza per l’utilizzo del fenomeno chiamato pompaggio energetico. Il problema è affrontato in scala 1:1 con un modello numerico molto semplificato, un grado di libertà per l’assorbitore e uno per la turbina eolica, usato per mostrare la fattibilità e l’efficacia dell’assorbitore su una turbina esistente. In seguito lo stesso codice è stato validato in scala ridotta confrontando i risultati numerici con quelli ottenuti attraverso un modello sperimentale. Infine, lo studio si conclude con la proposta di un assorbitore per la turbina eolica reale destinato a coprire il suo campo di eccitazione; di conseguenza, è effettuato uno studio di sensibilità alle variazioni delle caratteristiche strutturali dell’albero. La soluzione scelta e riportata in questo documento non è la migliore che si possa ottenere. Il suo scopo è quello di mostrare una significativa attenuazione delle vibrazioni con questo dispositivo e di guidare le eventuali future realizzazioni. I risultati ottenuti mostrano che il sistema diventa un po’ meno efficiente quando si verificano cambiamenti strutturali nella torre, come un leggero cambiamento nella frequenza da controllare nella torre o la presenza di strutture altamente smorzate. Questo risultato è importante e dovrebbe essere preso in considerazione nel caso di una futura progettazione di turbine eoliche delle stesse dimensioni o della stessa famiglia.