Limite di Betz e geometria variabile
Nota tecnica, aggiornata a seguito del nuovo sito Ikaria.
Che cos'è il limite di Betz
Il limite di Betz è un risultato teorico della fluidodinamica: nessuna turbina eolica, qualunque sia la sua forma, può estrarre più del 59,3% dell'energia cinetica contenuta nel flusso d'aria che la attraversa. Non è un limite tecnologico superabile con un design migliore, ma un limite fisico legato al fatto che l'aria, dopo aver ceduto energia alle pale, deve comunque continuare a muoversi a valle della turbina.
Perché la maggior parte delle turbine non si avvicina a quel limite
Il limite di Betz si raggiunge (in teoria) a una combinazione precisa di velocità del vento e velocità di rotazione delle pale. Una turbina a geometria fissa è ottimizzata per un solo punto di funzionamento: con vento più debole o più forte di quello di progetto, si allontana dal rapporto ideale e la quota di energia effettivamente estratta scende, spesso ben al di sotto del 59,3% teorico.
Dove entra la geometria variabile
Il meccanismo a geometria variabile sviluppato da Ikaria permette alle pale di cambiare la propria apertura in base all'intensità del vento reale, non a un singolo punto di progetto. L'obiettivo non è superare il limite di Betz (non è possibile), ma restare più vicini a quel limite teorico su un intervallo più ampio di condizioni di vento, invece che solo nelle condizioni ideali previste a tavolino. Questo è lo stesso principio alla base della sezione Come funziona sul sito Ikaria.
Perché conta per chi valuta un sito reale
Il vento reale, su quasi tutti i siti, non è costante: cambia per ora del giorno, stagione e turbolenza locale. Una turbina pensata per restare efficiente solo a una velocità di progetto perde gran parte di queste ore. Una geometria che si adatta riduce questo scarto, in particolare proprio nelle ore di vento debole o irregolare che altrimenti verrebbero sprecate (vedi anche il confronto con il fotovoltaico nella sezione Complementarità).