La tecnologia: i generatori eolici

La più importante forma di impiego dell'energia eolica è quella relativa alla produzione di energia elettrica attraverso i generatori eolici.
L’energia elettrica si ottiene sfruttando l’energia cinetica del vento: le masse d’aria in movimento fanno girare le pale di un elica; queste a loro volta sono collegate ad un generatore che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. Esistono aerogeneratori diversi per forma e dimensione; possono avere l’asse di rotazione parallelo o perpendicolare al terreno, possono avere due o più pale.
Ne esistono di molto grandi così come ne esistono di molto piccoli, con pale dai pochi centimetri di raggio a pale di alcune decine di metri, e altezze del rotore che vanno da una decina di metri ad oltre cento metri. Si va da aerogeneratori che possono fornire una potenza elettrica di centinaia di Watt ad alcuni MegaWatt.
A seconda della potenza che essi generano si suddividono in diverse categorie:

  • micro-eolico (fino a 1kW)
  • mini-eolico (1 - 200kW)
  • medio-eolico (200 - 800 kW)
  • grande-eolico (oltre 800 kW)

Spesso più aerogeneratori vengono interconnessi tra loro formando dei parchi eolici, in inglese “wind-farm”. Esistono installazioni sia terrestri che off-shore.
L’energia ricavabile da una turbina eolica è strettamente legata al luogo in cui viene posizionata, all’orografia del territorio, alla presenza o meno di correnti ventose intense e costanti. Ogni luogo nel quale si possa riscontrare vento può essere un potenziale punto in cui installare un generatore eolico, l’importante è accertarlo.
La potenza estraibile dal vento è proporzionale al cubo della sua velocità. Se immaginiamo le ore “equivalenti” ossia quelle che sommate farebbero girare la turbina alla sua velocità nominale l’andamento dei ricavi al variare della quantità di vento presente è graficata nella figura sottostante, la figura si riferisce a una piccola turbina da 1kW con un diametro di 3 metri. Guadagno annuoAndamento del guadagno annuo in conto energia per una turbina da 1kW di potenza al variare della quantità di vento presente sul terreno Per stabilire se un luogo è idoneo all’installazione di una o più turbine eoliche è necessario conoscere l’intensità di vento del luogo. Esistono diversi modi per stimare l’intensità ventosa di un luogo: avvalersi di mappe del vento e tabelle e/o attraverso campagne anemometriche. Spesso però le mappe danno informazioni approssimative e una misura locale del vento può ribaltare completamente la stima fatta con la mappa stessa per effetto di gole o valli dove il vento può canalizzarsi e aumentare di intensità. Per tutti i grandi impianti eolici con turbine da diversi MW si effettuano campagne anemometriche preventive. Tali campagne vengono effettuate grazie all’impiego di costose e imponenti installazioni, giustificate dal grande investimento. Nel caso di un impianto mini-eolico l’utilizzo di tali strutture non è sostenibile, quindi è necessario effettuare campagne anemometriche ugualmente efficaci ma dal costo contenuto, con strutture più basse e più semplici da trasportare e montare che però garantiscano una attendibilità della misura. Il team di Energy Hunters ha sviluppato un software ad hoc che permette di minimizzare, tramite l’utilizzo di un grande numero di dati acquisiti sul campo, l’errore commesso nella misura della potenzialità ventosa e raffinarlo in base a tutta un’altra serie di parametri (la temperatura, l’altitudine sul livello del mare e altri) che influenzano direttamente la potenzialità di un sito. Una costante però rimane: maggiore è il periodo di misura, maggiore è la precisione della misura rispetto a quella da attendersi per gli anni seguenti. GraficoAffidabilità dei metodi di stima della ventosità di un sito. Fonte: studio interno Energy Hunters Le mappe del vento spesso e volentieri costituiscono solo una base di partenza, si possono trovare scostamenti anche molto consistenti dalle ventosità medie del vento in luoghi inaspettati e apparentemente non particolarmente ventosi. Nicchie di vento si nascondono laddove l’orografia del terreno produce "effetto venturi", laddove la cima di una collina o di una montagna “schiaccia” il fronte aereo e ne accelera conseguentemente la velocità. Ecco quindi da dove “Energy Hunters” (cacciatori di energia) trae il suo nome: cerchiamo di individuare a livello locale (è il solo modo) le zone dove il vento (e non solo) è presente in abbondanza.

Tecniche di micrositingTecniche di micrositing: esempi di locali addensamenti delle masse d'aria

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