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Introduzione all'eolico

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Un impianto eolico trasforma direttamente l’energia del vento in energia elettrica.
Esso è composto essenzialmente da:

  • turbina eolica (comprendente torre, rotore, generatore elettrico) ;
  • inverter, che trasforma la corrente continua generata in corrente alternata, nel caso di generatori elettrici in corrente continua;
  • convertitori di frequenza che adattano la frequenza della corrente alternata generata con quella della rete alla quale ci si collega, nel caso di generatori elettrici in corrente alternata (caso più comune)
  • quadri elettrici e cavi di collegamento.

La maggior parte delle turbine eoliche impiega alternatori a magneti permanenti: si tratta della configurazione più semplice e robusta.  Per le turbine ad uso domestico si trovano le seguenti configurazioni di alternatore: magneti permanenti, alternatore convenzionale a campo avvolto, generatore ad induzione. Esso rappresenta la parte attiva del sistema perché converte l’energia del vento in energia elettrica.
La turbina eolica deve essere installata a terra tramite fondazione in cemento armato (potenza oltre i 2kW), oppure su tetto (inferiore ai 2 kW) anche se sconsigliato per ovvi motivi di vibrazione sulla struttura. La decisione deve essere presa in base all’esistenza sul sito d’installazione dei seguenti requisiti:

  • disponibilità di spazio necessario per installare la turbina tale da non essere in prossimità di ostacoli (piante, case, etc);
  • disponibilità del sito di vento sufficiente (almeno 5m/s di media all’anno)

Le condizioni ottimali in l’Italia si riscontrano in qualche regione del centro (abruzzo, toscana), tutte le regioni del sud, i rilievi montuosi e sulle coste;
Ogni impianto eolico è caratterizzato dalla potenza nominale è rappresenta la potenza elettrica che il generatore è in grado di fornire misurata alle condizioni nominali di macchina  (velocità del vento tale per cui oltre questo valore la potenza elettrica è costante).
La produzione elettrica annua di un impianto eolico dipende da diversi fattori:

  • disponibilità del vento durante tutto l’anno;
  • assenza/presenza di ostacoli;
  • prestazioni tecniche dei componenti dell’impianto (rotore, generatore, inverter ed altre apparecchiature).

Prendendo come riferimento un impianto da 20 kW di potenza nominale con sito a ventosità di almeno 5m/s ed assenza di ostacoli, è possibile stimare la seguente producibilità annua massima di 30000kWh, per turbine con rotore di 10mt di diametro.

Sul sito www.ricercadisistema.it  è riportata la mappa della ventosità media annuale sul territorio Italiano.
Nelle analisi tecniche ed economiche si usa fare riferimento ad una vita utile di un impianto eolico complessiva di 20-25 anni. Gli impianti eolici possono essere connessi alla rete elettrica di distribuzione (grid-connected) o direttamente a utenze isolate (stand-alone).
I vantaggi di un impianto eolico possono riassumersi in:

  • assenza di qualsiasi tipo di emissione inquinante;
  • risparmio di combustibili fossili;
  • costi di esercizio e manutenzione ridotti al minimo;
  • modularità del sistema (per aumentare la potenza dell’impianto è sufficiente aumentare il numero delle turbine).

Nonostante l’impianto eolico sia caratterizzato da un costo iniziale nettamente inferiore rispetto al fotovoltaico presenta una produzione discontinua a causa della variabilità della fonte energetica (il vento).
Oggi grazie ai certificati verdi in prima approssimazione si può stimare un tempo di ritorno del capitale investito anche in 5 anni. Tuttavia bisogna tener conto che esso dipende da diverse variabili quali ad esempio: la disponibilità del vento, il costo per kW dell’investimento (dipendente dalla taglia dell’impianto), la valorizzazione dell’energia prodotta (valore dei certificati e valore dell’energia utilizzata). Inoltre un impianto eolico ha bisogno di poca manutenzione a meno di un controllo annuale di tutte le parti rotanti per verificarne il corretto funzionamento.

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