Gli Impianti Eolici sfruttano l’energia eolica, l’energia posseduta dal vento.
Gli Impianti Eolici hanno una storia antica. L’uomo ha impiegato la forza del vento o energia eolica sin dall’antichità, per navigare e per muovere le pale dei mulini utilizzati per macinare i cereali, per spremere olive o per pompare l’acqua. Solo da pochi decenni l’energia eolica viene impiegata per produrre energia elettrica attraverso gli Impianti Eolici. I moderni mulini a vento sono chiamati aerogeneratori. Il principio di funzionamento degli aerogeneratori è lo stesso dei mulini a vento: il vento spinge le pale eoliche che azionano una turbina. Nel caso degli aerogeneratori il movimento di rotazione delle pale eoliche viene trasmesso ad un generatore che produce energia elettrica.
Gli Aerogeneratori eolici
Esistono aerogeneratori diversi per forma e dimensione. Possono, infatti, avere una, due o tre pale eoliche di varie lunghezze: quelli con pale eoliche lunghe 50 centimetri vengono utilizzati come caricabatterie, quelli con pale eoliche lunghe circa 30 metri, sono in grado di erogare una potenza di 1.500 kW, riuscendo a soddisfare il fabbisogno elettrico giornaliero di circa 1.000 famiglie. Il tipo più diffuso è l’aerogeneratore di taglia media, alto oltre 50 metri, con due o tre pale eoliche lunghe circa 20 metri. Questo tipo di aerogeneratore è in grado di erogare una potenza di 500-600 kW e soddisfa il fabbisogno di energia elettrica giornaliera di circa 500 famiglie.
Il rotore eolico
Il rotore eolico è costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale. Le pale eoliche più utilizzate sono realizzate in fibra di vetro. I rotori a due pale eoliche sono meno costosi e girano a velocità più elevate, sono però più rumorosi e vibrano di più di quelli a tre pale. Tra i due la resa energetica è quasi equivalente. Sono stati realizzati anche rotori con una sola pala eolica, equilibrata da un contrappeso. A parità di condizioni, questi rotori sono ancor più veloci dei bipala, ma hanno rese energetiche leggermente inferiori. Ci sono anche rotori con numerose pale eoliche, di solito 24, che vengono impiegati per l’azionamento diretto di macchine, come le pompe. Sono stati messi a punto dei rotori con pale eoliche “mobili”. Variando l’inclinazione delle pale al variare della velocità del vento è possibile mantenere costante la quantità di energia elettrica prodotta dall’aerogeneratore eolico.
Il sistema frenante dell’aerogeneratore eolico
È costituito da due sistemi indipendenti di arresto delle pale eoliche: un sistema di frenaggio aerodinamico e uno meccanico. Il primo viene utilizzato per controllare la potenza dell’aerogeneratore, come freno di emergenza in caso di velocità del vento sopra la soglia sopportabile e per arrestare il rotore. Il secondo viene utilizzato per completare l’arresto del rotore eolico e come freno di stazionamento.
La torre e le fondamenta
La torre sostiene la navicella e il rotore eolico, può essere a forma tubolare o a traliccio. In genere è costruita in legno, in cemento armato, in acciaio o con fibre sintetiche. La struttura dell’aerogeneratore eolico per poter resistere alle oscillazioni ed alle vibrazioni causate dalla pressione del vento deve essere ancorata al terreno mediante fondamenta. Le fondamenta molto spesso sono completamente interrate e costruite con cemento armato.
Il moltiplicatore di giri
Il moltiplicatore di giri serve per trasformare la rotazione lenta delle pale eoliche in una rotazione più veloce in grado di far funzionare il generatore di elettricità.
Il generatore eolico
Il generatore trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. La potenza del generatore viene indicata in chilowatt (kW).
Il sistema di controllo
Il funzionamento di un aerogeneratore è gestito da un sistema di controllo che svolge due diverse funzioni. Gestisce, automaticamente e non, l’aerogeneratore nelle diverse operazioni di lavoro e aziona il dispositivo di sicurezza che blocca il funzionamento dell’aerogeneratore in caso di malfunzionamento e di sovraccarico dovuto ad eccessiva velocità del vento.
La navicella e il sistema di imbardata
La navicella è una cabina in cui sono ubicati tutti i componenti di un aerogeneratore eolico, ad eccezione, naturalmente, del rotore e del mozzo. La navicella è posizionata sulla cima della torre e può girare di 180° sul proprio asse. Per assicurare sempre il massimo rendimento dell’aerogeneratore è importante mantenere un allineamento più continuo possibile tra l’asse del rotore e la direzione del vento. Negli aerogeneratori di media e grossa taglia, l’allineamento è garantito da un servomeccanismo, detto sistema di imbardata, mentre nei piccoli aerogeneratori è sufficiente l’impiego di una pinna direzionale. Nel sistema di imbardata un sensore, la banderuola, indica lo scostamento dell’asse della direzione del vento e aziona un motore che riallinea la navicella.
Le Wind-Farm
Più aerogeneratori collegati insieme formano le wind-farm, “fattorie del vento”, che sono delle vere e proprie centrali elettriche ad energia eolica. Nelle wind-farm la distanza tra gli aerogeneratori eolici non è casuale, ma viene calcolata per evitare interferenze reciproche che potrebbero causare cadute di produzione. Di regola gli aerogeneratori vengono situati ad una distanza di almeno cinque-dieci volte il diametro delle pale eoliche. Nel caso di un aerogeneratore medio, con pale eoliche lunghe circa 20 metri, questo significa istallarne uno ogni 200 metri circa. La tecnologia degli aerogeneratori da utilizzare in siti offshore è in pieno sviluppo: a livello commerciale esistono macchine da 1 MW ed esistono prototipi da circa 3 MW. Secondo alcune stime, gli impianti eolici nei mari europei potrebbero fornire oltre il 20% del fabbisogno elettrico dei paesi costieri. Attualmente in Europa sono operative 5 centrali costruite in Olanda, Svezia e Danimarca con una potenza totale di 30 MW. In Italia non esiste ancora alcun impianto eolico offshore, ma è stato calcolato un potenziale sfruttabile di 3.000 MW, pari a quello sulla terraferma, in grado di soddisfare il 4% degli attuali consumi di energia elettrica.
Gli incentivi previsti per gli Impianti Eolici
La tariffa fissa omnicomprensiva
Attualmente le modalità di incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti eolici, collegati alla rete elettrica, sono stabilite dal DM 6 luglio 2012.
Il DM 6 luglio 2012 disciplina, infatti, le modalità di incentivazione dell’energia elettrica prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, diverse da quella solare fotovoltaica, con potenza non inferiore a 1 kW.
Gli incentivi si applicano agli impianti nuovi, integralmente ricostruiti, riattivati, oggetto di intervento di potenziamento o di rifacimento che entrano in esercizio a partire dal 1°gennaio 2013.
Il decreto ministeriale del 6 luglio 2012 contiene le disposizioni in materia di incentivi per energia da fonti rinnovabili non fotovoltaiche. L’ammontare dei finanziamenti nel 2013 è stato fissato a 291 euro per MWh per impianti di potenza compresa tra 1 e 20 kW, con una diminuzione del 3% rispetto alla tariffa applicata in precedenza; e a 268 euro per MWh per impianti di potenza compresa tra 20 e 200 kW, con un taglio dell’11 per cento. Per le taglie più grandi, sia onshore sia offshore, la tariffa diminuisce ulteriormente. La durata degli incentivi è stata fissata a 20 anni per gli impianti su terra ferma e a 25 anni per quelli al largo delle coste italiane. Il micro-eolico rappresenta la soluzione più conveniente per i piccoli investitori privati, sia in termini di costi di installazione e manutenzione, sia perchè per gli impianti al di sotto dei 20 kW non scatta l’obbligo di iscrizione al registro apposito, ma è sufficiente una procedura semplificata per l’abilitazione (Pas) che riduce i tempi necessari per gli adempimenti burocratici.
L’edilizia, inoltre, è libera per tutti i microimpianti con turbine di altezza inferiore agli 1,5 metri e diametro non superiore a 1 metro: la loro realizzazione viene considerata come intervento di manutenzione ordinaria non soggetta alla disciplina della denunzia di inizio attività.
