Energie alternative: Eolico

Cari amici del blog,

da tempo non inserivo un post che riguardava l'ambiente, ci siamo occupati tempo fa del progetto Enea, adesso invece ci occuperemo dell'energia eolica.

Fonte: http://www.rinnovabili.it/

DEFINIZIONE

L’energia eolica è l’energia cinetica estratta dal vento. Tale energia varia con il cubo della sua velocità. Trattandosi d’un fenomeno non costante in termini di potenza e direzione, legato alla morfologia del territorio e dell’ambiente, è possibile localizzare gli impianti eolici solo in determinate zone. I rilevamenti anemometrici atti a stabilire un quadro generale per l’installazione d’un sistema eolico possono durare anni ed i siti vengono selezionati secondo indicatori biologici, geomorfologici e socioculturali.

E’ stato dimostrato (A. Betz) che solamente il 59,3% della potenza del vento può essere ceduta ad una macchina eolica attraverso il rallentamento durante il passaggio all’interno del sistema. Una resa maggiore è impossibile dal momento che il vento dovrebbe teoricamente ridurre a zero la sua velocità immediatamente dopo il suo passaggio.

TECNOLOGIE

L’energia del vento viene convertita da turbine eoliche (rotori) in energia meccanica di rotazione ed utilizzata per produrre elettricità attraverso aerogeneratori. Il loro lavoro dipende essenzialmente dall’area del rotore e dalla sua efficienza aerodinamica. I rotori sono composti da 1 a 3-4 pale in fibra di vetro, con una capacità rotante che può raggiungere i 200km/h e vengono classificati in:

ROTORI AD ASSE ORIZZONTALE con asse parallela alla direzione del vento. Il raggio delle eliche determina l’area attiva della turbina.

ROTORI AD ASSE VERTICALE con asse perpendicolare e superficie utile legata alla larghezza massima di prospetto per l’altezza della turbina.

ROTORI IBRIDI riuniscono in un’unica soluzione i vantaggi dei due tipi precedenti. Generalmente hanno delle pale aerodinamiche (derivate dalle eliche), che si muovono su un’asse verticale.

Le turbine eoliche più piccole possiedono una superficie utile di circa 0.2m2 e riescono a produrre una media di 100kWh annuali; le più grandi, con una superficie superiore ai 10.000m2 raggiungono la produzione di 9.000MWh l’anno.

Figura 1. Schema aerogeneratore (fonte: greencross)

Gli aerogeneratori possiedono oltre ad un generatore elettrico anche un “sistema di controllo” delle pale che svolge la duplice funzione di moltiplicatore di giri e sistema frenante, affinché rimangano entro le soglie di cut in e cut off, rispettivamente la velocità minima e quella massima del vento. Un superamento comporrebbe in entrambi i casi un’interruzione nella produzione d’energia.

In funzione alla loro potenzialità (taglia) sono divisi in 4 categorie:

- Di piccola taglia ( P<100>

- Di taglia media ( 1001000 kW)
- Di taglia intermedia ( 8001000 kW)

Gli impianti eolici vengono distinti in base al numero degli aerogeneratori in:

ISOLATI pochi elementi:

I. Impianti per multiutenze

II. Impianti per utenza isolata

III. Aeromotori in servizio isolato.

IN CLUSTER (WIND FARM) collegati alla rete di potenza o ad una rete locale.

COMBINATI ED INTEGRATI:

I. Sistemi wind-disel

II. Sistemi wind-hydro

III. Sistemi con accumulo elettrochimico

Questo tipo di tecnologia possiede una bassa densità energetica (rapporto tra energia prodotta e superficie occupata), motivo per cui spesso sono preferite le wind farm per il numero maggiore di aerogeneratori.

Il raggruppamento degli impianti segue delle specifiche tecniche di clustering che rendono possibili diverse soluzioni:

A. su reticolo quadrato o romboidale- vecchie installazioni

B. su unica fila

C. su file parallele

D. su file incrociate

E. su combinazioni o sovrapposizioni delle precedenti

F. su disposizione apparentemente causale, in caso di orografia complessa.