Freno Yaw

Un yaw brake è una componente essenziale del sistema di YAW in una moderna turbina eolica ad asse orizzontale. La sua funzione principale è fornire frenatura controllata e una forza di fermo statico per governare l’orientamento della nacella — l’alloggiamento che contiene il cambio, il generatore e il sistema di trasmissione. Gestendo con precisione la posizione della nacella rispetto alla direzione del vento, i freni di YAW sono cruciali per massimizzare la produzione di energia, garantire la sicurezza strutturale e minimizzare l’usura meccanica.

Funzioni principali e principio operativo

Il sistema di frenatura yaw lavora in tandem con i motori di yaw per svolgere due compiti critici:

1. Yawing Controllato: Durante il funzionamento, il sistema di yaw regola continuamente la posizione della gondola per mantenere il rotore rivolto ottimamente verso il vento. I freni di yaw forniscono una forza frenante morbida e resistiva che impedisce il superamento della velocità e i movimenti bruschi, consentendo ai motori di yaw di eseguire rotazioni precise e controllate.
2. Fissaggio statico: Una volta che la gondola è correttamente allineata, i freni di yaw si attivano con una forza immensa per bloccarla saldamente in posizione. Ciò impedisce la rotazione indesiderata causata da fluttuazioni del vento o dalle forze dinamiche esercitate dal rotore in rotazione, proteggendo così i denti dell’ingranaggio di yaw e del pignone da stress e usura eccessivi.

La maggior parte dei freni di yaw sono progettati comefreni attivi, applicati idraulicamente. In questa configurazione, la pressione idraulica è utilizzata per premere pastiglie frenanti ad alto attrito contro un grande disco frenante collegato alla torre della turbina. Molti sistemi includono anche un meccanismodi sicurezza in guasto, a molla, garantendo che in caso di guasto idraulico o di alimentazione, il freno si attivi automaticamente, fissando la nacella.

Tipi di Sistemi di Freni Yaw

Sebbene le pinze idrauliche siano comuni, la tecnologia si è evoluta per soddisfare diverse esigenze operative:

• Freni Attivi: Questi sistemi applicano una forza frenante variabile su richiesta, tipicamente utilizzando pressione idraulica. Sono essenziali per un controllo preciso durante le regolazioni di yaw e per le fermate di emergenza.
• Freni Passivi: Spesso chiamati “sistemi di yaw scorrevoli” o “pad di yaw,” questi utilizzano materiali di attrito specializzati che sono in contatto costante con l’anello di yaw, fornendo un livello continuo di assorbimento e forza di tenuta senza attuazione attiva.
• Sistemi Ibridi: Combinando le caratteristiche di entrambi, questi sistemi utilizzano pad passivi per un assorbimento costante e freni attivi per una forza di tenuta aggiuntiva e un controllo dinamico quando necessario.

Il freno di yaw è un sistema critico per l’ingegneria delle turbine eoliche. Non è semplicemente un freno di parcheggio ma un elemento di controllo sofisticato che contribuisce direttamente all’efficienza della turbina, alla durata operativa e alla sicurezza generale.