| Micro-eolico:Elettricitą dal vento |
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Cos'è
E' l'erede dei vecchi mulini, sfrutta l'energia del vento per produrre energia meccanica o elettrica. Per analogia con l'idroelettrico vengono considerate MICRO le macchine eoliche di potenza nominale non superiore ai 100 kW, tenendo presente che quelle fino a 20 kW sono destinate all'autoconsumo di energia, mentre quelle di potenza superiore sono considerate Officine Elettriche (decreto 504 del 1995) per la produzione industriale di energia e sono soggette a un apposito regime normativo e fiscale.
A cosa serveA produrre energia elettrica o meccanica; utile per utenze isolate o collegate alla rete elettrica.
L'energia prodotta con macchine eoliche di piccola taglia, singole o collegate tra loro, è generalmente utilizzata sul posto. Macchine eoliche non connesse alla rete elettrica possono alimentare utenze isolate come ad esempio sistemi di telecomunicazione, stazioni di pompaggio, utenze rurali e isole; in questi casi l'energia prodotta e non consumata viene immagazzinata in un sistema di accumulo formato, nella maggior parte dei casi, da batterie.
Come funzionaLe pale delle macchine eoliche vengono messe in rotazione dal movimento dell'aria. L'energia così ottenuta può azionare generatori elettrici (in questo caso si dicono aerogeneratori) o azionare macchine operatrici quali ad es. le pompe (in questo caso si dicono aeromotori). Le pale della macchina (comunemente tre) sono fissate su un mozzo e nell'insieme costituiscono il rotore che normalmente si posiziona controvento. Il mozzo, a sua volta, è collegato a un albero sul quale è posizionato un freno a valle del quale si trova il generatore elettrico da cui dipartono i cavi elettrici diretti alle utenze da alimentare o alla rete. Tutti questi elementi sono ubicati in una cabina detta navicella o gondola la quale a sua volta è posizionata su di un supporto-cuscinetto, orientabile in base alla direzione del vento. La navicella viene completata da un sistema di controllo di potenza, che interrompe il funzionamento della macchina in caso di vento eccessivo. Un timone posto in coda garantisce la migliore posizione della navicella in relazione alla direzione del vento. L'intera navicella è poi posizionata su di una torre che può essere a traliccio, tubolare o ad aste strallate. Gli aspetti caratteristici che differenziano una tipologia di macchina da un'altra, indipendentemente dalla taglia di potenza e quindi di dimensione, sono i seguenti:
Prerequisiti utenteLa macchina eolica deve essere installata in un luogo ventoso, quelle attualmente in commercio necessitano di una velocità minima del vento di circa 3 metri al secondo per poter entrare in funzione. La potenza estraibile dal vento per mezzo di un aerogeneratore cresce all'aumentare della velocità del vento e dell'area spazzata dalle pale; dipende inoltre dalla densità dell'aria, funzione delle caratteristiche condizioni meteo del luogo. Per valutare l'effettiva potenzialità di un impianto è indispensabile conoscere le ORE EQUIVALENTI annue di funzionamento alla potenza nominale, tale parametro è determinato da:
Per determinare le ore equivalenti di un impianto in un sito è possibile svolgere delle campagne di misura sul posto o consultare l'Atlante Eolico; in Italia le zone favorevoli sono situate al centro-sud e sulle isole.
Gli impianti micro-eolici di potenza non superiore ai 20 kW generalmente non sono soggetti a Valutazione di Impatto Ambientale (VIA), è però opportuno che il soggetto intenzionato a realizzarli si informi presso la propria Regione o Provincia per conoscere la normativa in vigore.
Quanto costaIl costo per installare un sistema completo di un aerogeneratore decresce in funzione della potenza installata: circa 1000 € al kW per impianti intorno ai 100 kW e può raggiungere 5000 € al kW per impianti molto piccoli di alcune centinaia di watt.
Il costo per installare un sistema completo di un aerogeneratore di 20 kW di potenza è circa 1.500/1.800 €kW
Incentivi economiciIncentivi nazionali
Un impianto eolico fino a 20 kW beneficia dal 13 Febbraio 2006 del regime di scambio sul posto tra l'energia prodotta dall'impianto e quella consumata attraverso la rete elettrica. Incentivi regionali: cerca sul sito della tua regione Impianti eolici di potenza non superiore a 20 kWDal 13 febbraio 2006 tutti gli impianti alimentati da fonti rinnovabili con potenza fino a 20 kW possono accedere al meccanismo di scambio sul posto dell'energia elettrica prodotta, cioè la possibilità di cedere alla rete elettrica locale la produzione da fonte rinnovabile e di prelevare dalla stessa rete i quantitativi di elettricità nelle ore e nei giorni in cui gli impianti rinnovabili non sono in grado di produrre; tutto ciò pagando solo la differenza, su base annua, tra i consumi totali del cliente e la produzione del suo piccolo impianto. Impianti micro-eolico di potenza nominale superiore a 20 kW fino a 100 kWSono impianti a cui è concesso di autoconsumare l'energia prodotta, ma anche di venderne le eccedenze. Sono considerati Officine Elettriche e quindi è richiesta denuncia all'Ufficio Tecnico di Finanza, con la conseguente imposizione fiscale. Gli incentivi interessano la vendita dell'energia e sono uguali a quelli di cui godono anche gli impianti di taglia maggiore, e cioè:
BeneficiBenefici economici
Gli impianti per autoconsumo possono risultare economicamente convenienti per alimentare utenze isolate in zone ventose. Benefici ambientali
La produzione di energia elettrica attraverso generatori eolici esclude l'utilizzo di qualsiasi combustibile, quindi azzera le emissioni in atmosfera di gas a effetto serra e di altri inquinanti. DimensionamentoIl dimensionamento di un impianto domestico (max 20 kW dwstinato all'autoconsumo) è funzione di:
Anche se la ventosità del sito e lo spazio a disposizione consentono di installare potenze elevate, bisogna tenere in considerazione l'effettivo fabbisogno energetico dell'utenza che si intende servire, poichè l'energia elettrica prodotta e non consumata non gode della tariffa incentivante prevista dallo scambio sul posto.
Il dimensionamento degli impianti di potenza nominale superiore ai 20 kW viene fatto per sfruttare al massimo il vento e lo spazio a disposizione e quindi per massimizzare la quantità di energia prodotta e immessa in rete.
ComponentiUna macchina eolica è molto semplice ed è composta da:
Se la macchina viene utilizzata per produrre energia elettrica è composta anche da:
Per l'alimentazione utenze isolate occorrono:
Per il collegamento alla rete elettrica deve essere provvista di:
Rappresentazione schematica di un aerogeneratore.
Tempo di vita dell'impiantoIl tempo di vita di un impianto ammonta a circa 20 anni. Alternative teconogiche
Generatori ad asse orizzontale
Esistono diverse configurazioni di turbine eoliche ad asse orizzontale: monopala, bipala, tripala, multipala. All'aumentare del numero di pale diminuisce la velocità di rotazione, aumenta il rendimento e cresce il prezzo. Generatori ad asse verticaleLa macchina Savonius caratterizzata da un rendimento globale molto basso (20% dell'energia posseduta dal vento) lavora bene con venti deboli ma il suo rendimento crolla con venti forti. » molto robusta e ha una forte coppia di spunto che ne consente l'avviamento con venti debolissimi.
La macchina Darrieus è caratterizzata da grande semplicità di costruzione e da alto rendimento che si attesta intorno al 40% dell'energia del vento, e riesce a combinare i vantaggi della macchina Savonius e delle pale aerodinamiche delle macchine ad asse orizzontale. Il regime di rotazione è molto elevato mentre la coppia di spunto molto bassa non permette a questa tipologia di macchine di avviarsi spontaneamente.
Schema di funzionamento e confronto di alcune tipologie di aerogeneratori.
Modalità di utilizzoL'impianto funziona in modo autonomo senza richiedere interventi operativi. Periodicamente occorre verificare il buon funzionamento di tutti i componenti. Per gli impianti da qualche decina di kW si procede annualmente a una verifica di corretto funzionamento. Domande frequenti
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