Quella eolica rappresenta un’efficace forma di energia a basso impatto ambientale. Questo ha portato a installare turbine sempre più grandi. Ma Hans Wepfer, un inveterato quanto abile inventore svizzero, ha realizzato una piccola ed efficiente unità che ben si armonizza con le case di un paesino o gli edifici di un’area industriale.

Grazie alla sua inventiva, Wepfer ha creato la Wepfer Technics, ad Andelfingen nei pressi di Zurigo, e vari tipi di macchine, in particolare quelle per la falciatura, la raccolta dell’olivello spinoso e la lavorazione in un unico procedimento delle superfici interna ed esterna delle pipe.

“Se ti serve qualcosa che non esiste, vieni da noi e te la inventiamo”, dichiara. Detiene numerosi brevetti e alcuni dei suoi prodotti sono commercializzati in tutto il mondo.

Un brevetto da pilota e la conoscenza delle eliche degli aeroplani hanno fatto nascere in lui l’idea della sua turbina. Wepfer è il tipo che quando usa una cosa deve capire come funziona. Scherzando, dichiara: “Sono un uomo completamente meccanico”.

Tenuto conto dell’orientamento verso fonti energetiche a basso impatto ambientale, gli è parso del tutto naturale sfruttare le proprie competenze in campo aeronautico per costruire una turbina eolica. Prima ha però dovuto approfondire le proprie conoscenze nel campo della progettazione, arrivando a produrre autonomamente le attrezzature necessarie per costruire i componenti.

Le ricerche svolte in questo campo hanno però portato Wepfer a un risultato diametralmente opposto a quello al quale è giunta l’industria eolica. Dice: “Per fare qualsiasi cosa, occorre fare ricerca e, a volte, la ricerca porta in un vicolo cieco”.

Alla tendenza dell’industria orientata a sviluppare unità sempre più grandi – pale lunghe 60 metri e alberi alti 140, con potenze fino a sette megawatt – si contrappone il suo prototipo, che genera appena 83 kilowatt ed è munito di pale che misurano sette metri, con un’altezza di 16 metri.  In un’area industriale nei pressi di Sciaffusa sono state installate tre turbine montate su un’unica struttura di supporto, le quali producono complessivamente 250 kilowatt. La gestione dell’impianto è affidata alla società energetica locale, EKS, che lo ha battezzato “Windmill3 Hans”, in onore del suo inventore.

Il funzionamento delle tre turbine, che sovrastano gli edifici circostanti, è così silenzioso che non recano alcun disturbo ai residenti. Il primo prototipo era stato addirittura installato a 30 metri dalla finestra della camera da letto di Wepfer. “Di notte”, ricorda, “dovevo alzarmi per controllare se funzionava perché non sentivo alcun rumore”.

Ciascuna turbina è dotata di un rotore di esecuzione innovativa: la superficie di ciascuna delle sei pale è molto più larga e piatta di quella delle unità con tre pale. Con sei pale, la velocità alla sommità del rotore è dimezzata rispetto a quella degli analoghi tipi a tre pale, e, secondo Wepfer, questo comporta numerosi vantaggi, uno dei quali è l’assenza di rumorosità. Con 45 decibel si ha il livello di rumorosità di una normale conversazione.

Wepfer ritiene che sia proprio la silenziosità la caratteristica che porterà facilmente all’approvazione del progetto. Prevede che le sue unità saranno installate tanto nelle cittadine quanto nelle aree industriali poiché non presentano elementi di disturbo. Questo permetterà di decentrare la produzione di energia, evitando perdite di trasmissione e sovraccarichi di rete.

Anche gli uccelli e i pipistrelli possono stare tranquilli, poiché queste grandi pale piatte non costituiscono un pericolo. Secondo Wepfer, i volatili percepiscono i rotori come grandi dischi dai quali si tengono alla larga. Finora infatti non ci sono state collisioni mortali, sebbene la EKS monitori il numero di pennuti dal momento dell’installazione.

Il principale vantaggio della nuova esecuzione è senz’altro l’efficienza. “Si comincia a produrre elettricità con il vento a 1,5 metri al secondo, mentre le turbine di tipo tradizionale hanno bisogno almeno di una velocità compresa tra 3 e 3,5 metri al secondo”, sostiene Wepfer. “Non ultimo, non occorre arrestare l’impianto in caso di temporale. Basta regolare il movimento di beccheggio per mantenere il livello di generazione programmato”.

Realizzare un progetto così innovativo non è stato esente da problemi. Il principale dei quali è stato il distacco di una pala, che ha costretto al ricalcolo di vari componenti del prototipo. Nell’ultima versione il problema è stato risolto sostituendo le pale in acciaio-alluminio con pale con matrice polimerica rinforzata con fibra di carbonio, aumentando le dimensioni dell’albero principale e riprogettando i meccanismi di controllo del beccheggio.

Wepfer è ora pronto per la produzione in serie. Il prototipo è stato relativamente costoso, anche a causa delle numerose lavorazioni manuali. La produzione industriale consentirà di ottimizzare l’uso dei materiali. “Abbiamo impiegato 60 tonnellate di acciaio per il prototipo, ma saremo senz’altro in grado di ridurre questa quantità progettando una nuova struttura di supporto”, osserva Wepfer. Per alcuni componenti la produzione dovrà essere esternalizzata poiché la fabbrica di Wepfer non possiede la capacità richiesta.

Il progetto ha suscitato molto interesse: “Abbiamo avuto richieste e visite da tutto il mondo, persino dalla Cina e dalla Corea del Nord. Stiamo pensando di ampliare la gamma dei prodotti”.

Le turbine saranno disponibili come unità singola o come serie di due, tre o quattro. Sono previste varie dimensioni, sebbene Wepfer ritenga che oltre un certo limite il progetto perda i suoi vantaggi.

“Questa è una pietra miliare nella mia carriera di inventore”, dichiara. “È un progetto piuttosto grande per noi, che si discosta di molto dalla nostra consueta offerta. Ritengo che si tratti di un’invenzione importante”.

E dopo? Certamente Hans Wepfer non si ferma qui: “Mi sono venute in mente altre idee per nuovi prodotti. Ma non voglio rovinarvi la sorpresa”.

Elementi centrali
La SKF fornisce tre elementi centrali per la nuova turbina di Wepfer. L’intera costruzione ruota su una ralla di orientamento SKF sistemata in una ruota dentata di 2,5 metri. Gli alberi porta-elica sono appoggiati da ambo i lati su un cuscinetto orientabile a rulli e un sopporto SKF, mentre due cuscinetti obliqui a sfere SKF provvedono al meccanismo idraulico di beccheggio.