Ardatz bertikaleko Aiantz haize-errota

1606an, Jeronimo Aiantz Beaumontek ardatz bertikaleko Aiantz haize-errota patentatu zuen. Haize-errotak, ardatzaren bitartez, haizearen indarra biraketa-pare bihurtzen du. Haize-errotari lotuta, patenteak ate lerragarri erdizirkularraren formako deflektore bat du, eta, horri esker, haize-errotak egiten duen biraketa-parea handitzea lortzen da.

Aiantzek 1606an patentatu zuen haize-errota hori, beste haize-errota batekin batera. Bi haize-errotak, jatorriz, hainbat erabileratarako sortu ziren; zereal-alea ehotzeko, ureztatzeko, hauspoei eta gabiei eragiteko, edo garai hartako antzeko beste elementu batzuk mugitzeko García Tapia, Nicolás (1990). Patentes de invención españolas en el siglo de oro. Madrid. Editado por la oficina española de patentes y marcas. García Tapia, Nicolás (2004). Privilegios de invención, en El Renacimiento / coord. Por Manuel Silva Suárez. ISBN 84-7820-742-2, págs. 545-576. García Tapia, Nicolás (2010). Jerónimo de Ayanz y Beamount, un inventor navarro (1553-1613). Pamplona. Universidad Pública de Navarra. ISBN: 9788497692601..

 Funtzionamendua 
Ardatz bertikaleko Aiantz haize-errota bultzada-errota bat da, haizeak palak bultzatu eta mugiarazten baititu. Bere palen geometria nagusia kontuan hartuta (konkaboak eta konbexuak), eta palak lotuta dauden ardatzean duten kontrako kokapena direla eta, pala batek, haize intzidentearen (konbexua) kontra biratzen denean, biraketaren aurkako erresistentzia txikiagoa izango du aldeko biraketan baino (konkaboa). Horrela, errota birarazten duen indar erresultante bat sortzen da. Ardatz horizontaleko errotekin konparatuz, ardatz bertikaleko Aiantz haize-errota ez da haizearen norabidera orientatu behar. Oro har, antzeko tamainarekin, biraketa-printzipioa bultzada-indar batean oinarritzen duten errotek energia gutxiago ateratzen dute haizetik, biraketa-printzipioa euste-indar batean oinarritzen duten errotek baino. Gainera, ardatz bertikaleko errotek, ardatz horizontaleko erroten aldean, oro har, haize-abiadura txikiagoarekin abiarazteko ahalmena dute, eta, era berean, horien prestazioak gutxiago murrizten dira haize-turbulentzien aurrean. Errota goitik begiratuz gero, hau da, Aiantzen errota oinplanoan ikusiz gero, palek igitai forma dutela ikusiko dugu .

Horrez gain, Aiantzen patenteak ate lerragarri erdizirkularraren formako deflektore bat gehitzen dio errotari. Ate lerragarri horrek bela bat du goiko aldean, atea mugitzeko gai dena. Belari esker, haizearen norabidearen aldaketak ate lerragarri osoa mugiarazten du, halako moldez non errotaren palen atal konbexuak haizetik babestuz kokatzen baita beti. Horrela, ate lerragarriak haizeak palen alde konbexuetan -errotaren errotazioaren aurka doaz- sortuko lituzkeen indarrak baliogabetzen ditu, eta errotak egiten duen errotazio parea nabarmen handitzen da .

 Asmakuntzaren alderdi garrantzitsuak 
1606. urtean Jeronimo Aiantzek proposatu zuen errotaren morfologiaren ikuspuntutik, agian asmakizunik handienetako bat da forma kurbatuko, zilindro erdiko edo arku formako palak proposatu zituela, edo belak, bere esanetan. Patentearen testuan, Aiantzek erakusten du ondo ulertzen ari dela biraketan pala konkaboak indar handiagoa egiten duela aurrerapenaren alde, pala konbexuak aurka baino. Gaur egungo azterlan batzuen arabera, pala konkabo batek hiru bider gehiagoko bultzada-koefizientea izan dezake pala konbexuak baino .

Beste asmakizun garrantzitsu bat ate lerragarri erdizirkularraren formako deflektorea da, haizearekin automatikoki orientatzen dena. Deflektore horren bidez, errotak haize jakin baterako egiten duen indarra nabarmen handi daiteke  Presentación del molino: https://www.youtube.com/watch?v=pwQUD278k0E&t=97s..

 Ardatz bertikaleko Aiantz eta Savonius haize-erroten arteko antzekotasunak eta desberdintasunak 

Ardatz bertikaleko Aiantz haize-errotak Sigurd J. Savoniusek 1922an patentatutako Savonius haize-errotarekin antzekotasun asko dituela egiazta daiteke.

Beharbada, bi erroten arteko alderik aipagarriena pala-kopurua da. Aiantz haize-errotak 6 pala ditu, eta Savonius haize-errotak, berriz, bere jatorrizko konfigurazioan, bi pala ditu.

Bada beste desberdintasun esanguratsu bat bi erroten artean: Aiantz haize-errotak errotazioaren ardatz zentralari lotutako palak ditu, eta Savonius haize-errotak, berriz, hutsune bat uzten du errotaren erdian, non aire-fluxua bi hegalen artean jaria baitaiteke. Berezitasun horren ondorioz, Savonius errotak bi plaka perpendikular izan behar ditu errotazio-ardatzarekiko, bata goialdean eta bestea behealdean, palak plaka perpendikularren bidez lotu ahal izateko errotazio-ardatzarekiko, eta, horrela, palak biratu ahal izateko. Savonius errotan agertzen diren bi plaka horiek desberdintasun esanguratsua dira, Aiantz errotan ez baitira beharrezkoak hasiera batean . 

Azkenik, bi haize-erroten arteko beste alde nabarmen bat Jeronimo Aiantzek asmatu zuen eta Savoniusek bere patentean aurreikusi ez zuen ate lerragarri autoorientagarriaren forma duen deflektorea da.

 Haize-errotaren gaur egungo erabilera posibleak 

Parke eolikoetan dauden haize-errota handiekin konparatuz, tamaina txikiagoko haize-errota tipologia bat existitzen da. Haize-errota txikiago horiek minieoliko terminoarekin ezagutzen dira. Haize-errota txikiagoak dira, eta, beraz, hiru palako haize-errota handiak baino potentzia txikiagokoak. Oro har, haize-errota bat minieolikoaren tartean kokatzeko, errotak 100 kiloWatt-eko sorkuntza-potentzia maximoa izan behar du .

Minieolikaren eremuko haize-errotak, batez ere bi helburu bilatzen dituzten kontsumitzaile partikularrek erabiltzen dituzte. Bat izan liteke elektrizitatez hornitzea argiaren faktura murrizteko. Beste bat izan liteke elektrizitatez hornitzea urrutiko lekuetan, sare elektriko konbentzionalerako konexiorik ez dagoen lekuetan.

Errota kokatu nahi den lekuaren arabera, eta, zehatzago, leku horretan ibili ohi den haizearen arabera, tokira gehien egokitzen den errotaren tipologia aukeratuko da. Batez besteko haize-abiadura baxuak eta haize-ufada handiak sortzen diren tokietan, ardatz bertikaleko errotak jar daitezke, energia-balio onargarriak sor baititzakete .

Esan daiteke ez dagoela adostasunik minieolikaren eremuko haize-errotaren tipologiarik onena zein den zehazteko garaian. Hainbat faktoreren eraginez, tipologia desberdinen arteko abantailak eta desabantailak oso txikiak izan daitezke. Horren erakusgarri da erroten tipologia desberdinak merkaturatzearen alde egiten duten fabrikatzaile asko daudela.

Minieolikaren esparruan, ardatz bertikaleko Aiantz haize-errota oso ondo egoki daiteke. Gaur egungo gainerako haize-errotekin egiten den bezala, Aiantzek duela 4 mende baino gehiago patentatutako errotak elektrizitatea sortzeko balioko luke, eta, ziurrenik, oso modu lehiakorrean, gaur egun erabiltzen diren gainerako errotekin alderatuta. Erantsitako irudian, ikuspegi elektrikotik beharrezkoak diren elementuak erakusten dituen eskema bat ematen da, ardatz bertikaleko Aiantz errota batek energia elektrikoa sor dezan. Gaur egungo errotekin egiten den bezala, errotaren biraketa-ardatzari sorgailu elektriko bat akoplatu beharko litzaioke  Haize-errotaren prototipo bat: https://www.youtube.com/watch?v=HVs12NX1bVk&t=3s.

Ondoren, hainbat etapatan kontrolatutako bihurgailu elektronikoak beharko lirateke, haizetik ahalik eta energia gehien ateratzea ahalbidetzeko. Horretaz gain, energia hori DC erako energia batera egokituko litzateke, bateria batzuk elikatzeko, edo beste bihurgailu-etapa baten bidez, energia sare elektrikora edo etxeko kargetara isurtzea ahalbidetuko lukeena. Egoki iritziz gero, oso ohikoa da gaur egun haize-errotak sortutako energia panel fotovoltaiko batzuek sortutako energiarekin konbinatzea .

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 
 Aiantz haize-errota torloju paladuna

 Kanpo estekak 

Kategoria:Energia eolikoa
Kategoria:Haizea
Kategoria:Aerodinamika