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MINIEOLICO

I sistemi eolici trasformano l’energia del vento in energia elettrica attraverso le turbine, dispositivi appositamente progettati per catturare e trasformare in energia elettrica la maggior quantità possibile dell’energia cinetica posseduta dal vento.
Il vento è generato dal sole che riscalda in modo non uniforme la superficie terrestre e rappresenta quindi una risorsa completamente rinnovabile.
Le turbine sono costituite da un numero più o meno elevato di pale che, sotto la spinta del vento, ruotano e spingono un generatore elettrico che produce la corrente. I sistemi più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, caratterizzati da turbine di grandi dimensioni installate su torri che possono raggiungere un’altezza complessiva superiore ai 100 m.
Tali turbine sono spesso aggregate in grandi centrali denominate “wind farm” e sono tipicamente installate in aree remote, sulla terraferma oppure sul mare.
Con il termine mini-eolico si intendono invece gli impianti di piccola taglia che, grazie alle ridotte dimensioni, possono essere installati in aree abitate oppure in loro immediate prossimità.

Gli impianti si classificano in base alla potenza erogata:

  • Microeolico: da pochi centinaia di W a pochi kW.
  • Minieolico: da qualche kW a 100 kW.
  • Eolico: impianti in cui il generatore o i gruppi di generatori sono di taglia decisamente più grande, da qualche centinaio di kW a 1-2 MW

Un impianto mini-eolico è costituito dai seguenti componenti:

  • Turbina: il generatore vero e proprio che trasforma l’energia cinetica del vento in energia elettrica.
  • Torre: struttura di sostegno della turbina, che può essere fissata nel terreno oppure su un edificio.

Essi sono corredati da un insieme di componenti complessivamente denominati Balance of System tra i quali:

  • Convertitori e sistemi di controllo: dispositivi elettronici che controllano il generatore e convertono la corrente in modo adeguato alle caratteristiche della rete
  • Dispositivi di sicurezza e di allaccio:garantiscono la qualità e sicurezza dell’energia riversata in rete
  • Contatore fiscale: misura la quantità di energia riversata in rete

Le tecnologie di turbine mini-eoliche disponibili sul mercato sono estremamente diversificate.
Vengono generalmente classificate in base alla disposizione dell’asse di rotazione:

  • ad asse orizzontale (HAWT – Horizontal AxisWind Turbines)
  • ad asse verticale (VAWT – Vertical Axis WindTurbines)

Turbine ad asse orizzontale (HAWT) sono le più diffuse e prevedono un rotore che si orienta inseguendo la direzione del vento.
Forma e numero delle pale variano notevolmente da una tecnologia all’altra.

Turbine ad asse verticale (VAWT) si sono sviluppate più di recente e presentano forme di rotori estremamente diversificate.
La configurazione VAWT presenta il vantaggio che il generatore elettrico è posto nella base e quindi il suo peso non deve essere sostenuto dalla torre.

Le pale sono realizzate in materiale composito,rinforzato in fibre di vetro o di carbonio, oppure in alluminio. Le turbine VAWT sono inoltre più adatte a un utilizzo in aree urbane in quanto generano livelli di rumore inferiori a quelli delle HAWT, in genere compresi tra i 35 e i 45 dB

Torre di sostegno
La torre rappresenta un elemento essenziale dell’impianto, a cui va dedicata un’attenzione particolare in fase di progetto e un’adeguata quota dell’investimento complessivo.
Non bisogna, infatti, né correre il rischio di sottostimare i carichi del vento a cui il generatore si può trovare sottoposto, né realizzare una torre troppo bassa per il contesto in cui la turbina si trova ad operare.
La velocità del vento cresce con l’altezza e l’elevazione dal terreno consente di risentire in minore misura di turbolenze dovute alla presenza di ostacoli naturali e non (alberi, edifici, etc.).
Aumentare l’altezza della torre comporta un aggravio limitato dell’investimento, inferiore all’aumento di produzione ottenibile. Ad esempio passare da una torre di 18 m. a una di 25 m. comporta un aumento del 10% dell’investimento, ma determina un aumento del 25-30% della produzione.
Nelle installazioni la torre rappresenta in genere la quota più rilevante dell’investimento (30-35%),mentre la turbina incide per il 15-20%.
Questa importanza relativa riguarda anche la fase di installazione, in cui il montaggio della torre rappresenta la quota di lavoro più onerosa, molto superiore al montaggio della turbina stessa. In generale, quindi, è bene dedicare alla torre un progetto accurato e prevedere una torre sufficientemente alta e robusta.

Producibilità
Stimare la produttività, cioè l’energia che si prevede complessivamente di produrre in un anno di servizio, è la maniera più affidabile per stabilire se una determinata turbina è adeguata alle nostre esigenze.
Questo dato non è facile da calcolare e dipende da molteplici fattori, tra i quali:

  • la curva di potenza della turbina (certificata o no);
  • l’altezza della torre;
velocità media del vento nella zona di applicazione e la sua distribuzione di probabilità, cioè la frequenza con cui il vento soffia a una determinata velocità.
Un produttore di sistemi eolici è in grado di fornire una stima della produttività del proprio sistema tenendo conto di tutti i fattori indicati eseguendo le indicazioni della norma ISO IEC-61400-12-1.
A livello puramente indicativo, un impianto minieolico installato correttamente in un sito con velocità media annua fra 5 e 6 m/s, è in grado di produrre in un anno complessivamente 1.000÷1.800 kWh per ogni kW di potenza nominale installata.

Dati velocità vento
Comunque l’unico strumento veramente accurato e affidabile per determinare l’entità della risorsa vento è la caratterizzazione anemologica puntuale del sito.
La rilevazione viene effettuata disponendo sul sito, o in sua prossimità, torri anemometriche di altezza tale da non risentire delle turbolenze create da alberi, edifici o altre ostruzioni.
Il rilievo deve essere effettuato per una durata di tempo significativa, possibilmente per un anno intero, al fine di garantire l’affidabilità statistica dei dati. A tale scopo bisogna predisporre opportuni sistemi di raccolta e registrazione automatica dei dati (data logging).
Ne deriva una mole di dati rilevati considerevole,che viene analizzata statisticamente al fine di produrre una curva di distribuzione di probabilità della velocità del vento.

 

 

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