Impianto Eolico
L’impianto eolico si innesta in un trend in continua crescita: fonte di energia rinnovabile e pulita, è capace di fornire grandi quantità di energia elettrica a fronte di inquinamento zero.
Dunque è ormai fondamentale capire cos’è, come funziona, a quanto ammontano i costi e quali sono i principali vantaggi e svantaggi.
Cos’è un impianto eolico
Contenuti Articolo
È opportuno iniziare chiarendo cos’è un impianto eolico.
Esso è composto dall’insieme di aerogeneratori, interconnessi tra loro con le linee elettriche, che hanno una funzione ben specifica: fornire energia.
In particolare, si tratta di energia eolica.
Essa sfrutta la movimentazione dell’aria, quindi il vento, per generare energia cinetica e trasformarla in energia elettrica o meccanica.
Dunque si tratta di una fonte energetica che rientra tra le energie alternative, in quanto differente dalla combustione dei tradizionali combustibili fossili.
È rinnovabile e perfettamente sostenibile, garantendo l’assenza di emissioni nocive e accomunandosi in tal senso al fotovoltaico, che sfrutta invece l’energia del sole.
Il componente di maggior rilievo di un tale impianto è il generatore eolico.
La sua struttura è molto semplice:
- Una torre d’acciaio che ha funzione di supporto
- Una navicella sulla sua estremità, che contiene il moltiplicatore di giri, il generatore elettrico e il trasformatore
- Il rotore, fissato all’estremità dell’albero di trasmissione; esso è costituito dal mozzo su cui sono montate le pale
Vi sono poi i sistemi di misura (anemometri e indicatori di direzione del vento), solitamente montati in capo alla navicella.
Essi servono a configurare correttamente la macchina a seconda della direzione e dell’intensità del vento.
Il generatore, insieme con le pale, costituisce la turbina.
Nel caso in cui diverse turbine eoliche siano ravvicinate e collocate nella stessa area geografica, si parla di parco eolico.
In quelli più grandi possono esserci molte centinaia di generatori eolici.
La corrente elettrica di media tensione (che scorre nella linea che connette tra loro le singole turbine) viene innalzata ad alta tensione in una sottostazione; ciò prima di essere introdotta nella rete di trasformazione e con il tramite di un trasformatore.
Un impianto eolico può essere di diverso tipo.
Si può operare una triplice classificazione a riguardo: la prima con discrimine equivalente al luogo d’installazione, la seconda in base al tipo di pale e le terza con riferimento alla potenza.
Partendo dalla prima, si può distinguere tra impianti:
- On-Shore: sono installati sulla terra ferma.
- Off-Shore: si trovano sul mare.
Le pale eoliche possono essere:
- Ad asse orizzontale: l’asse di rotazione è orizzontale rispetto al suolo.
- Ad asse verticale: l’asse di rotazione è verticale rispetto al suolo.
Infine, in base alla potenza, gli impianti eolici sono classificabili in:
- Micro Eolico: da 1kW a 20kW di potenza; sono adatti a contesti residenziali e aziende di piccole-medie dimensioni.
- Mini Eolico: da 20kW a 200kW di potenza; sono impianti adatti ad utenze industriali, commerciali o agricole e realtà di maggior dimensione.
- Grande Eolico: da 200kW di potenza in su; si tratta di impianti che realizzano vere e proprie centrali elettriche per la produzione di energia da immettere e rivendere sul mercato elettrico nazionale.
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Come funziona
A questo punto si può meglio intendere come funziona tale sistema.
Il funzionamento è molto semplice e così riassumibile:
- Le pale eoliche iniziano a ruotare grazie al movimento dell’aria, quindi alla velocità del vento.
La velocità minima di avvio dipende dalla dimensione dell’impianto e può variare da un minimo di 2-3 m/sec a un massimo di e 5-6m/sec. - La rotazione così generata viene trasmessa ad un generatore elettrico tramite un moltiplicatore di giri.
L’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica; - L’energia generata, dopo essere stata regolata con l’utilizzo di un trasformatore ad un livello di tensione adeguato, viene immessa in rete.
La produzione di energia elettrica di un impianto eolico è proporzionale al cubo della velocità del vento.
Ad elevate velocità (20–25 m/s) l’aerogeneratore viene bloccato dal sistema frenante per ragioni di sicurezza.
Per aumentare e rendere costante la velocità del rotore e per permettere un avvio più facile con venti deboli, la maggior parte dei generatori eolici utilizza delle scatole d’ingranaggi interposti tra rotore e generatore.
Parlando di come funzionano gli impianti eolici, bisogna poi porre una differenza a seconda che essi siano ad asse verticale o ad asse orizzontale.
- Nel primo caso vi è un’efficienza più elevata, soprattutto per i venti deboli.
Questi sistemi, rispetto alla pale ad asse orizzontale, hanno solitamente un costo superiore ma un vantaggio relativo al funzionamento: possono sfruttare qualsiasi direzione del vento senza doversi orientare continuamente.
Inoltre, la potenza di uscita può essere maggiore.
Il rotore può avere geometrie e forme differenti in funzione dell’estetica e della soluzione tecnica che viene adottata. - Nel caso dell’asse orizzontale, sono presenti pale con bipala, tripala e multipala.
In questo caso il rotore, nel suo funzionamento, insegue la direzione del vento per orientarsi.
Per poter sfruttare al massimo la movimentazione dell’aria, il rotore viene dotato di un sistema di rotazione che gli permette di ruotare orizzontalmente di 180° o, in alcuni casi, di 360° in modo da allinearsi con la direzione del vento.
Gli impianti eolici ad asse orizzontale sono i più diffusi.
Quanto costa un impianto eolico
A questo punto si può entrare nel merito di quanto costa un impianto di tal tipo.
Bisogna considerare che possono esservi differenti potenze, dimensioni e prezzi delle pale eoliche.
Dunque, stabilire un costo preciso può risultare molto complicato, tuttavia si possono fornire alcune indicazioni.
Se vogliamo cercare di derivare una regola generale di determinazione del prezzo, possiamo affermare che, per impianti di piccole dimensioni (variabili tra 0 e 20 kW), il prezzo sarà varia dai 1.500 ai 5.000 euro per kW.
L’installazione di un impianto eolico domestico con asse orizzontale da 1-3 kW può oscillare da € 1.000 a € 10.500; se verticale da 1-3 kW, varia dai € 2.000 ai € 13.500.
Tuttavia, non è raro trovare delle turbine eoliche domestiche da 5KW con una spesa di 2.000 euro o impianti da 3KW al prezzo di 3.000 o 4.000 euro.
A titolo indicativo, il costo di un generatore eolico di taglia compresa tra 20 e 200 kW è all’incirca di 1.000-1.500 € per kW la sua installazione.
Se non si tratta di un contesto domestico, per impianti di piccola taglia (fino a 60kW) il costo totale è di circa 250.000€.
Per un impianto completo da 20kW il prezzo equivale a circa 70.000€.
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Vantaggi e svantaggi
Un impianto eolico comporta diversi vantaggi e svantaggi.
Tra i principali vantaggi emergono:
- La generazione di energia pulita e rinnovabile.
Infatti, come detto, quella eolica rientra tra le energie alternative, green, a basso imbatto ambientale e non inquinanti.
Inoltre, si tratta di una fonte interminabile e facilmente reperibile. - L’energia eolica è gratis.
A parte il costo dell’impianto e a differenza delle energie non rinnovabili, la forza del vento è completamente gratuita.
Ognuno può sfruttarla liberamente per produrre energia a basso costo. - Riduzione dell’impiego di combustibili fossili.
Generare elettricità da fonti rinnovabili come il vento significa automaticamente ridurre la produzione energetica derivata dall’impiego di risorse fossili.
Questo aiuta a non prosciugare le risorse naturali che potrebbero essere utili anche a generazioni future.
Tra l’altro l’eolico può risultare economicamente vantaggioso anche per i governi, che così possono svincolarsi (seppur parzialmente) dall’import di combustibili fossili da altre nazioni. - Tecnologia affidabile e consolidata.
Gli impianti eolici sono ormai in continua espansione, provvedendo in modo crescente al fabbisogno energetico mondiale. - Versatilità.
Gli impianti eolici, come visto, possono essere di diversi tipi, avere differenti potenze e dimensioni.
Dunque, che si tratti del mondo industriale o del contesto domestico, ognuno può riscontrare la soluzione più confacente alle proprie necessità. - Disponibilità di energia nelle zone remote.
L’energia eolica può essere sfruttata in zone lontane dai centri abitati, in cui la rete elettrica pubblica non può arrivare, evitando la costruzione di infrastrutture piuttosto costose per raggiungerle. - Ridotta manutenzione.
Le turbine richiedono manutenzioni sporadiche garantendo comunque la loro funzionalità.
Per quanto riguarda invece gli svantaggi relativi al sistema eolico, vi rientrano:
- Incostanza del vento.
Il vento, infatti, può variare di forza e intensità.
Tale sconveniente può però essere risolto effettuando studi precisi sulle correnti e individuando le zone in cui queste sono presenti maggiormente; in tal modo si può posizionare l’impianto nel luogo più strategico possibile. - Costo iniziale elevato.
L’installazione di un impianto eolico comporta un investimento importante e recuperabile solo nel lungo periodo. - Impatto visivo.
Seppur si tratti di un fattore relativo e puramente estetico, gli impianti possono essere considerati invasivi e deturpanti (visivamente) il territorio. - Inquinamento acustico.
La rumorosità delle pale e la costanza di quest’emissione acustica possono risultare fastidiose.
La soluzione potrebbe essere l’installazione in luoghi molto lontani dalle aree residenziali.