Tecnologie per lo sfruttamento dell’energia eolica

Tipologia delle tecnologie

Gli aerogeneratori sfruttano l’energia cinetica delle masse d’aria sopra la superficie terrestre. L'aria in movimento da origine al vento. Il moto dell'aria, vento, viene generato del calore del Sole e lo spostamento della Terra. IL vento fa ruotare l’elica il cui movimento e derivato della differenza di pressione sulla superficie delle pale. La loro rotazione ne porta alla generazione diretta di energia meccanica convertita in energia elettrica dal generatore eletrco.

 

Microimpianti - non connessi alla rete

 

I Piccoli generatori eolici vengono impiegati sopratutto per alimentare le piccole utenze e generare energia per caricare  le batterie di accumulatori, che hanno vari applicazioni, per esempio nelle fattorie isolate, non connesse alla rete.  In questo modo si risparmia di cablaggio. Le applicazioni tipiche sono le recinte elettriche per il bestiame,  i piccoli sistemi di pompaggio e i sistemi di sicurezza. I microimpianti eolici standard sono quelli con capacita installata di 50W e  con diametro del rotore intorno ai 900mm. La loro installazione e facile e non necessita  essere vigilata da personale specializzato.

Quelli di taglia maggiore sono di potenza da 1 a 10kW  e una parte dell’energia pro-

dotta e destinata all’alimentazione di utenze isolate.

 L'installazione di questi impianti risulta di solito conveniente alle cosiddette utenze isolate dalla rete elettrica.

 

Impianti connessi alla rete

Sono impianti in grado di cedere l'energia prodotta nella rete.

Si tratta quindi di vere e proprie impianti eolici o parchi eolici con potenza dei generatori che va da 50 a 2000kW.

 

   

 

IN BREVE

Il rotore e costituito in genere  da tre pale, navicella ed e dotato di un sistema per regolare la direzione delle pale,  parallelo alla direzione del vento, che  ruota su un piano perpendicolare alla direzione. Le pale sono di forma aerodinamica per poter sfruttare la potenza delle masse d’aria.

Sistema di trasmissione – La trasmissione del moto dal rotore al generatore elettrico avviene attraverso un moltiplicatore di giri. Ci sono anche  sistema di bloccaggio, e sistema di raffredamento.

Il generatore -  trasforma l'energia meccanica in  energia elettrica.

Sistemi di rotazione e sistemi di regolazione - permettono una automatica regolazione rispetto alla direzione del vento e serve dunque un sistema di regolazione meccanica o aerodinamica.

Il sistema di controllo sono quei  dispositivi che controllano il funzionamento dell’aerogeneratore. Il controllo si realizza mediante apparati ottici.

 

 Un aerogeneratore tipico.

 

 I principali componenti di una turbina eolica sono:

 

  1. Rotore con navicella (gondola) per il controllo dell’angolo dell’ elica
  2. Pale
  3. Anemometro
  4. Navicella
  5. Sistemi elettrici e generatore elettrico
  6. Meccanismo d’imbardata
  7. Torre o sostegno

La maggioranza delle torre sono tubolari ma ci sono anche a traliccio. L’altezza varia da  25 a 75 metri.

Sono i piu diffusi gli aerogeneratori sopravvento, con sistemi di controllo  e velocita costante.

 

 

 

Posso utilizzare questa tecnologia nella mia impresa?

Principali domande alle quali va risposto:

E disposta la sua PMI su un sito di buona ventosita?

 

La risposta a questa domanda diede un gruppo di esperti nell’ambito.

Tali conoscenze si ottengono anche realizzando preventivamente un accurato studio della frequenza, della velocita, della durata e della direzione del vento, delle caratteristiche del terreno, della vicinanza a grandi bacini di acqua, tali mari e oceani e consultando la piu vicina stazione meteorologica.

Potete incominciare consultando la mappa del vento in Europa, controllando se la zona favorisce la costruzione di impianti eolici.

 

Mappa dei venti in Europa

 

 

Un altro fattore rilevante sono I venti locali

 

Brezza marina. La brezza marina e provocata dalla differenza di temperatura (diurna e notturna) fra terra e mare; soffia quindi in zona distante a qualche decina di chilometri dalla costa.

Venti di valle e di montagna -  il meccanismo con cui si instaurano questi venti in generale e simile alla brezza marina – ed e la differenza termica. Nelle sere serene  sui monti e cimi  alti di montagna l'aria a contatto con i versanti si raffredda velocemente e, diventata piu pesante, tende a scivolare verso il basso, dalle creste verso la valle. La favorevole morfologia del terreno puo aumenterne la velocita. Per questo I venti di montagna hanno nomi locali.Variano di nome da una localita all’altra. Piu noto e il vento bora. E' un vento molto freddo, impetuoso, caratteristico della stagione invernale , che scivola  sui pendii, in  basso, simile ad una cascata d’area.

Foen -  Questo tipo di vento di montagna, e causato da tutt’altri fenomeni.

Il vento di pianura a regime di brezza e vento estivo causato dal riscaldamento dell’aria in basso, nelle vallate, dilatata  che si espande liberamente sui versanti e tende quindi ad espandersi verso l'alto risalendo i pendii laterali. Infatti all'interno delle vallate le prime a essere riscaldate sono i pendii in quota e di conseguenza qui l'aria inizia prima il suo riscaldamento diurno espandendosi verso l'alto .

 

 Come scegliere la taglia della turbina eolica?

La taglia dell’ aerogeneratore deve essere conforme alle necessita di energia elettrica. Quelli in vendita sul mercato hanno descrizione dettagliate dei  parametri  quindi decidere e piu che facile.

 

In titolo esemplificativo: Se in una PMI isolata dalla rete elettrica viene installato un aerogeneratore di potenzialita nominale di 50kW, produzione annua in ore – 8760, il rendimento non sarebbe  50kW *8760 ore =438,000 kW/h ma 87,600 kW/h in condizioni climatici favorevoli.

 

Ogni piccola imprecisione nella valutazione del gruppo di esperti nonchnella scelta dellaerogeneratore possono causare una soparavvalutazione pari al 200 %. della capacita produttiva annua. Questo e dovuto al fatto che la potenza di ogni aerogeneratore  dipende della velocita del vento, cioe un duplice aumento della velocitfa incrementare la potenza di 8 volte, un triplice di 27 volte;dunque la scelta anticipata del sito ove viene disposta la turbina, anzi su una collina che sovrasta a 50 metri, la velocita del vento  e superiore di 2-2,5  volte di quella sul terreno. Quindi la sopravalutazione o la sottovalutazione della produzione di energia da una turbina in questo caso puo essere da 8 a 14 volte!!!.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NB!!! Si noti che il vento e una risorsa incostante e il rendimento  medio annuo puo arrivare al massimo al 20% della capacita della turbina eolica.