5. BUILDINGSUBSYSTEMS
HOW WIND WORKS ON THE LEAVES
Formula di Strouhal:
𝒇 𝒔 =
𝑺 𝒕 ∗ 𝒗
𝒃
dove:
• b = dimensione della sezione trasversale perpendicolare
alla direzione del vento;
• v = velocità media del vento;
• Stv = numero di Strouhal, funzione della forma della
sezione e del suo orientamento rispetto alla direzione del
vento.
Bluff Body
8. BUILDINGSUBSYSTEMS
FLAG FIXING
Sviluppo del traverso con aggancio piezoflag integrato nel profilo: asole per
fissagi con passo 15 cm per garantire flessibilità nella disposizione.
10. BUILDINGSUBSYSTEMS
ENERGY USE: LIGHTING FACADE
- Impiego dell’energia eolica per
l’alimentazione di un sistema accessorio
- Illuminazione di facciata attraverso led
- Diffusione della luce prodotta attraverso
profili in PMMA
- Totale libertà compositiva del disegno di
facciata definito dall’accoppiamento
profilo PMMA - led
11. BUILDINGSUBSYSTEMS
PIEZOELECTRIC CONNECTION TYPES
comparato rispetto ai i valori di un singolo
elemento
COLLEGAMENTO IN
PARALLELO:
• Stesso voltaggio
• Corrente raddoppiata
• Capacità raddoppiata
COLLEGAMENTO
SERIE:
• Voltaggio
raddoppiato
• Stessa corrente
• Capacità dimezzata
I [μA] V [V]
ELEMENTO SINGOLO
I [μA] V [V] I [μA] V [V]
COLLEGAMENTO IN SERIE COLLEGAMENTO IN PARALLELO
12. BUILDINGSUBSYSTEMS
CONVERSIONE AC DC
Vin
Vo
ut
R
D3
D2
D4
D1
Vin
Vo
ut
R
D3
D2
D4
D1
Durante la semionda positiva di Vin, conducono (sono polarizzati
direttamente) i diodi D2 e D4, mentre i diodi D1 e D3 (in grigio) sono
polarizzati inversamente.
Durante la semionda negativa di Vin invece, i diodi D1 e D3 sono
polarizzati direttamente, mentre i diodi D2 e D4 (in grigio) sono
polarizzati inversamente.
La corrente che attraversa il carico (la resistenza che rappresenta il circuito) è sempre nello stesso verso, anche durante la
semionda negativa di Vin. Quindi anche quando Vin cambia di segno, a causa del comportamento dei diodi, la tensione
mantiene lo stesso segno.
La corrente alternata non può essere utilizzata direttamente per alimentare circuiti e componenti elettrici, essa deve subire
un processo in grado di modificare l'onda sinusoidale, con l'obiettivo di renderla il più possibile continua.
Questo compito viene affidato al ponte raddrizzatore, un componente elettronico formato da quattro diodi in grado di far
passare le semionde positive e raddrizzare le semionde negative.
tra una semionda e l'altra si troverà sempre un piccolo spazio di tempo in cui il livello dell'onda non sarà presente. Questo
fattore negativo può essere risolto con un condensatore elettrolitico di livellamento, posto in parallelo, che ha il compito di
eliminare le pulsazione della corrente alternata.
13. BUILDINGSUBSYSTEMS
SCELTA DEL LED
CARATTERISTICHE ELETTRICHE E OTTICHE
IPOTESI:
• 1 LED ogni 15/20 cm 80/100 LED per ogni pannello di dimensioni 1,5 m x 1,5 m
• Accensione prolungata dei led pari a 2 ore al giorno
POSSIBILI SOLUZIONI:
• Collegare in parallelo 40 file di LED in serie, due LED in serie per ogni fila
I = 40 * 1mA = 40 mA
V = 2 * 2,6V = 5,2V
Necessaria una batteria ≥ 5,2 V da
almeno 80mAh (40mA * 2 = 80mAh)
• Collegare in parallelo 20 file di LED in serie, 4 LED in serie per ogni fila
I = 20 * 1mA = 20 mA
V = 4 * 2,6V = 10,4V
Necessaria una batteria ≥ 10,4 V da
almeno 80mAh (20mA * 2 = 40mAh)
14. BUILDINGSUBSYSTEMS
ENERGY HARVESTING MODULE
PZ1
PZ2
ENERGY HARVESTING
MODULE
VCC
GND
V+
GND
BATTERY
Questo modulo può ricevere energia da svariati tipi di
sorgenti elettriche e stoccarla a voltaggi più
convenzionali come 3.3 V o 5.0 V
Connettendo questo modulo a comuni batterie al litio,
si può immagazzinare l’energia proveniente dal
movimento dei piezo-harvesters
PIEZO-HARVESTERS
PONTE A 4 DIODI
Le travi piezoelettriche si
movimentano sotto l’azione del
vento, ma generano un voltaggio
non continuo
15. BUILDINGSUBSYSTEMS
WIND DATA
Media oraria mensile
Frequenza giornaliera media mensile
VELOCITA’ DEL VENTO [m/s]
DIREZIONE DEL VENTO
Media oraria mensile
Frequenza giornaliera media mensile
19. BUILDINGSUBSYSTEMS
SHAPE TEST
B1.1 f = 7,4 Hz B2.1 f = 7,0 Hz A2.1 f = 6,2 Hz
A1.1 f = 5,4 Hz B1.2 f = 5,4 Hz B2.2 f = 6,6 Hz
A2.2 f = 5,6 Hz A1.2 f = 4,8 Hz
TEST AERODINAMICI SULLA FORMA:
- Della mensola piezoelettrica
- Del flag
A2 – B2: Trapezio diritto
A1 – B1: Trapezio rovescio
1: Trapezio rettangolo
2: Trapezio isoscele
20. BUILDINGSUBSYSTEMS
WHAT WE AIM TO DO
INTERAZIONE VENTO-STRUTTURA
VERIFICHE STRUTTURALI
STIMA PRODUTTIVITA’ DEL SISTEMA
INSERITO IN UNO SCENARIO REALE
CONFRONTO
DATI CALCOLATI/
DATI SPERIMENTALI
VERIFICA
AGGANCIO PALETTA
VERIFICA
AGGANCI PANNELLO