Impianti eolici

Nota: continuano gli incentivi a favore della produzione di energia elettrica per gli impianti eolici, contattaci per avere informazioni dettagliate e studi di fattibilità in merito.

Un impianto eolico trasforma l'energia del vento in energia elettrica, da sempre l'essere umano ha sfruttato l'energia posseduta dal vento oppure da un corso d'acqua trasformandola in energia meccanica, basta pensare agli storici mulini a vento ed ai mulini ad acqua, oggi la tecnologia ci permette di ottenere energia elettrica direttamente dal vento, come dall'acqua nel caso degli impianti idroelettrici, e beneficiare di una risorsa naturale infinita e totalmente pulita.
Un impianto eolico è essenzialmente costituito da uno o più pali eolici (detti anche torri eoliche), unitamente ad apparecchiature elettriche, elettroniche ed elettromeccaniche per la gestione dell'energia elettrica prodotta.

 

Il cuore di un palo eolico è costituito da aeromotori ed aerogeneratori:

Aeromotori: effettuano la trasformazione dell’energia cinetica del vento in energia meccanica disponibile all’asse di rotazione e, tramite una catena cinematica azionano pompe o compressori, circuiti oleodinamici, frantumano materiali (mulini) o svolgono funzioni tipiche dei motori primi.

Aerogeneratori: effettuano la trasformazione dell’energia cinetica del vento in energia elettrica (possono essere suddivisi a loro volta in sincroni e asincroni).

Gli impianti eolici possono essere distinti in base:
  • alla dimensione (potenza)

  • al tipo di connessione

  • all’ubicazione

In base alla dimensione vengono classificati in:
  • Micro: P ≤ 20 Kw

  • Mini: 20 kW < P ≤ 100 kW

  • Megawatt: 100 kW < P ≤ 1,5 MW

  • Multimegawatt: P > 1,5 MW

In base alla connessione vengono classificati in:
  • Grid-connected: collegamento diretto alla rete elettrica di distribuzione (range completo di taglie)

  • Stand-alone: collegamento a rete elettrica locale (range entro la taglia del minieolico)

Infine, in base alla posizione si dividono in:

  • On-shore: oltre i 3 km di distanza dalla costa (uno dei più grandi: 780 MW in Texas).

  • Near-shore: tra i 3 km di distanza dall’entroterra a i 7-10 km sul mare.

  • Off-shore: oltre i 7-10 km di distanza dalla costa (Grid-connectedmultimegawatt – uno dei più grandi: 300 MW in Gran Bretagna).

 

La classificazione per taglia comprende in sé una doppia distinzione: il concetto di taglia risulta stabilito, sia dalla classe di potenza nominale del generatore, sia dalle caratteristiche geometriche del rotore e della torre.
Si dividono in:

  • Piccola taglia: rotore di D < 12 m e P < 100 kW.

  • Media taglia: rotore di D < 50 m e P < 600 kW.

  • Taglia intermedia: rotore di D ≈ 50 m e 600 < P < 1000kW.

  • Grande taglia: rotore di D > 60 m e P > 1500 kW.

 

La classificazione per asse di rotazione prende in esame la tipologia costruttiva del rotore:

  • Turbine ad Asse orizzontale: (o HAWT = Horizontal Axis Wind Turbine)

  • Turbine ad Asse verticale: (o VAWT = Vertical Axis Wind Turbine): (Rotori Darrieus; Rotori Savonius; Rotori Giromill).

In funzione della tipologia di turbina impiegata l’aerogeneratore presenta caratteristiche operative e prestazionali molto differenti: in particolare gli aerogeneratori di classe Megawatt e Multi-Megawatt sono ad oggi realizzati soltanto con turbine ad asse orizzontale, per sistemi minieolici si osserva una coesistenza delle due tecnologie, infine per sistemi microeolici si osserva una buona diffusione dei sistemi a asse verticale, maggiormente adatti soprattutto in ambiente urbano per il minor impatto paesaggistico e per le maggiore affidabilità a flussi molto turbolenti, tipici delle installazioni a quote relativamente basse rispetto al livello del terreno o del tetto.

 

L’Atlante Eolico Interattivo realizzato da ERSE S.p.A. (ENEA - Ricerca sul Sistema Elettrico S.p.A.) fornisce dati ed informazioni sulla distribuzione delle risorse eoliche sul territorio italiano e nel contempo aiuta ad individuare le aree dove tali risorse possono essere interessanti per lo sfruttamento energetico.
La distribuzione della frequenza di direzione e quella di velocità del vento ci dicono quale è stata la velocità media annuale del vento in una determinata direzione ed il numero di ore che durante l’anno si è avuta detta direzione.
Sono diagrammi molto importanti perché permettono di conoscere "la" o "le" direzioni predominanti di vento in una determinata zona.
Oltre a ciò è importante conoscere la curva di densità di probabilità (o distribuzione di probabilità della velocità del vento) che dà informazioni riguardo al comportamento della velocità del vento nel punto di misura.

A partire da questa curva si può ottenere informazioni sulle velocità del vento più frequenti, la probabilità di avere velocità inferiori a quella di innesco del aerogeneratore, la probabilità che la velocità sia superiore alla velocità di frenatura.
Dalla curva di densità di probabilità si ottiene la curva annuale di durata della velocità del vento. Da questa è possibile determinare il tempo in cui un aerogeneratore sta funzionando.

Conosciuta la curva di durata della velocità del vento e la curva di potenza di un aerogeneratore è possibile conoscere la produzione energetica di un aerogeneratore situato esattamente nel luogo di misura. L’orografia e la topografia di un luogo influenzano il comportamento del vento a causa dell’attrito del vento sul terreno. Si possono produrre variazioni dello strato limite a causa di ostacoli che possono o aumentarne enormemente il profilo di velocità o addirittura invertirne la direzione. Anche l’altezza di un aerogeneratore gioca un ruolo importante nella valorizzazione energetica del luogo.

Ci sono diversi aspetti ambientali che devono essere valutati per un potenziale sito eolico, soprattutto in vista delle procedure autorizzative.
L’aspetto più immediato è l’impegno del suolo, benché il terreno fra le macchine può continuare ad essere utilizzato per pascolo o coltivazione.
Tale aspetto è anche correlato con l’inserimento degli impianti nel paesaggio (le questioni legate all’impatto visivo sono spesso l’argomento più critico nella VIA di un impianto eolico).

FROMI STT Studio Tecnico di Ingegneria 

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