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Parco eolico “PANETTERIA” nel territorio comunale di Banzi (Pz)

RELAZIONE TECNICA IMPIANTO EOLICO

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A.9.A DESCRIZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI PROGETTUALI CON LA

RELATIVA ILLUSTRAZIONE ANCHE SOTTO IL PROFILO ARCHITETTONICO DEL

PROGETTO ...........................................................................................................2

A.9.B. DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO...........................................10

SITO DI INSTALLAZIONE......................................................................................................10

POTENZA TOTALE ...............................................................................................................11

REGIME DEL VENTO DEL SITO ...............................................................................................11

DISPOSIZIONE ED ORIENTAMENTO DEGLI AEROGENERATORI......................................................12

PREVISIONE DI PRODUZIONE ENERGETICA..............................................................................13

A.9.C. CRITERI DI SCELTA DELLE SOLUZIONI IMPIANTISTICHE DI

PROTEZIONE CONTRO I FULMINI, CON L’INDIVIDUAZIONE E LA

CLASSIFICAZIONE DEL VOLUME DA PROTEGGERE ...........................................16

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A.9.a DESCRIZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI PROGETTUALI CON LA RELATIVA ILLUSTRAZIONE ANCHE SOTTO IL PROFILO ARCHITETTONICO DEL PROGETTO

L’ambito territoriale di intervento è costituito dal territorio comunale di Banzi,

ubicato nella parte nord-ovest della Regione Basilicata, relativamente vicino alla Puglia ed

in particolare alla provincia di Bari (il comune di Spinazzola dista circa 7 km in direzione

nord-est).

Gli altri comuni confinanti sono quello di Genzano di Lucania (Pz), posto a circa

4 km in direzione sud-est, quello di Palazzo S. Gervasio (Pz) a circa 8 km in direzione nord-

ovest.

L’impianto eolico è ubicato in località Panetteria, un’area posta a circa 4 km dal

centro abitato in direzione nord-est.

Il parco complessivamente occupa una superficie di circa 870 ettari e

si compone di 18 aerogeneratori modello V90 della Vestas con 3 MW di potenza

nominale unitaria per un totale 54 MW di potenza complessivamente installata.

Gli aerogeneratori e la maggior parte dei cavidotti del parco ricadono

nel comune di Banzi a meno di un breve tratto di cavidotto, di circa 700 m, e

della stazione utente che ricadono nel territorio comunale di Genzano di

Lucania, in area prossima al parco, nelle vicinanze di masseria Cerasoletta.

L’area del parco eolico, comprese le cabine/stazioni elettriche (di

interconnessione e di trasformazione) ricade in zona agricola (zona E1) del Piano

Regolatore Generale sia del Comune di Banzi che di Genzano di Lucania.

L’area interessata dal campo eolico è costituita da un vasto pianoro posto a circa

550-600 m s.l.m.; 16 delle 18 macchine saranno installate in prossimità di Serra della Ruca

lungo il confine comunale con Genzano di Lucania, mentre le altre due saranno localizzate

più a nord, in località Madama Giulia ad una quota compresa tra i 300 ed i 400 m s.l.m..

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La scelta dell’ubicazione degli aerogeneratori ha tenuto conto, principalmente,

delle condizioni di ventosità dell’area (direzione, intensità e durata), della natura geologica

del terreno, nonché del suo andamento plano - altimetrico.

Figura 1 – Inquadramento territoriale impianto

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Descrizione aerogeneratore

Per il campo eolico di progetto si farà ricorso alla turbina V90-3.0 MW basata

sulle più moderne tecnologie disponibili.

La configurazione di un aerogeneratore ad asse orizzontale è costituita da una

torre di sostegno tubolare che porta alla sua sommità la navicella; nella navicella sono

contenuti l’albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l’albero veloce, il generatore

elettrico ed i dispositivi ausiliari.

All’interno della torre/navicella sono inoltre presenti il trasformatore MT/BT, il

quadro MT ed il sistema di controllo della macchina.

L’energia meccanica del rotore mosso dal vento è trasformata in energia

elettrica dal generatore, tale energia viene trasportata in cavo sino al trasformatore MT/BT

che trasforma il livello di tensione del generatore ad un livello di media tensione

tipicamente pari a 20 o 30 kV.

Il sistema di controllo dell’aerogeneratore consente alla macchina di effettuare in

automatico la partenza e l’arresto in diverse condizioni di vento.

L’aerogeneratore eroga energia nella rete elettrica quando è presente in sito un

velocità minima del vento (4 m/s) mentre viene arrestato per motivi di sicurezza per venti

estremi superiori a 25 m/s.

Il sistema di controllo ottimizza costantemente la produzione attraverso i

comandi di rotazione delle pale attorno al loro asse (controllo del passo) sia comandando

la rotazione della navicella.

Gli elementi appena elencati, sono rappresentati nella figura seguente,

fornendo, in questo modo, un utile schema funzionale della turbina, con la focalizzazione

dei componenti principali e la loro disposizione.

I 18 aerogeneratori, per una potenza totale installata pari a 54 MW, saranno

ubicati ad un’interdistanza non inferiore a 6 diametri del rotore (540 m) se disposti nella

direzione del vento dominante o ad una distanza non inferiore a 3 volte il diametro (270

m) se gli stessi saranno posizionati perpendicolarmente rispetto alla direzione del vento

dominante.

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Foto 1 – Aerogeneratore Vestas V90 – 3 MW

Da un punto di vista funzionale, un aerogeneratore è composto da molte

componenti, tra cui:

• rotore;

• navicella;

• albero primario;

• moltiplicatore;

• generatore;

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• trasformatore BT/MT e quadri elettrici;

• sistema di frenatura;

• sistema di orientamento;

• torre e fondamenta;

• sistema di controllo;

• protezione dai fulmini.

Le caratteristiche tecniche principali dell’aerogeneratore del tipo prescelto sono

brevemente riassunte di seguito:

Regolazione di potenza

• passo a velocità variabile, Optispeed

Dati di funzionamento

• Potenza nominale: 3000 kW

• Velocità minima del vento: 4 m/s

• Velocità nominale del vento: 15 m/s

• Velocità massima del vento: 25 m/s

• Classe di vento: IEC IIA/IIIA

• Altitudine massima: 1500 m

• Gamma di temperature di funzionamento standard: da -20°C a 40°C

opzione basse temperature da –30°C a 40°C

Emissioni acustiche

• 7 m/s: 106,1 dB(A)

• 8 m/s: 107,0 dB(A)

• 9 m/s: 106,9 dB(A)

Rotore

• Diametro del rotore: 90 m

• Area spazzata 6.362 m²

Torre

• Tipo torre in acciaio tubolare

• Altezze mozzo: 105 m (80 m opzionale)

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Dati elettrici

• Frequenza: 50 Hz/60 Hz

• Tipo convertitore: full scale converter

• Tipo generatore: generatore asincrono con Optispeed

Dimensioni

Pala

• Lunghezza 44 m

• Profilo alare massimo 3.5 m

Navicella

• Altezza per il trasporto 4 m

• Altezza installata 3,85 m

• Larghezza 3,65 m

• Lunghezza 9.65 m

Torre

• Lunghezza massima della sezione 32,5 m

• Diametro massimo 4,2 m

Mozzo

• Altezza 3,6 m

• Diametro 4.2 m

• Peso massimo di ogni componente principale della turbina per il trasporto

70 tonnellate

Le pale hanno una lunghezza di 44 m e sono costituite in fibra di vetro rinforzata

con resine epossidiche.

L’aerogeneratore è alloggiato su una torre metallica tubolare tronco conica

d’acciaio alta 105 m zincata e verniciata. Il diametro alla base è di 4.20 m., alla sommità è

2,40 m. Al suo interno è ubicata una scala per accedere alla navicella; quest’ultima è

completa di dispositivi di sicurezza e di piattaforma di disaccoppiamento e protezione.

Sono presenti anche elementi per il passaggio dei cavi elettrici e un dispositivo ausiliario di

illuminazione.

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L’accesso alla navicella avviene tramite una porta posta nella parte inferiore. La

torre viene costruita in sezioni che vengono unite tramite flangia interna.

Figura 2 - Vista laterale della navicella dell’aerogeneratore Vestas V90

Il peso dell’aerogeneratore, esclusa la fondazione, considerando una torre di

altezza pari a 105 m, è di 385 tonnellate suddivise come indicato nella seguente tabella:

Torre 275 t

Navicella 80 t

Rotore 30 t

Totale 385 t

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Figura 3 - Caratteristiche principali dell’aerogeneratore Vestas V90

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A.9.b. DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO

Sito di installazione

Il parco eolico oggetto di intervento si sviluppa in località Panetteria in agro di

Banzi.

L’area del parco si trova nella parte nord-est del territorio comunale di Banzi, a

circa 4 km dal centro abitato del paese, lungo il confine con il territorio comunale di

Genzano di Lucania (Pz) e a qualche chilometro in linea d’aria dal confine con il comune di

Spinazzola (Ba).

L’area del parco parte con un vasto pianoro posto a circa 400 m s.l.m. per poi

salire fino a quota 570 m s.l.m. sulle colline verso sud.

L’ambiente è quello tipico dell’area collinare dell’Alto Bradano.

La zona di intervento è sostanzialmente priva di copertura arborea tranne

piccole macchie sparse ed è interessata da colture cerealicole e/o aree destinate a pascolo.

Il paesaggio è caratterizzato da ampi spazi coltivati in cui si rileva la presenza di

alcune aziende agricole attive, di qualche masseria in stato di abbandono e/o degrado e di

poche unità abitative, queste ultime distanti dagli aerogeneratori ben di più di

quanto stabilito nell’Allegato A del PIEAR.

La disposizione degli aerogeneratori si evince, tra gli altri, dagli elaborati

cartografici di inquadramento generale.

La dislocazione degli aerogeneratori sul territorio è scaturita da un’attenta analisi

della morfologia del territorio, da una serie di rilievi sul campo, da studi anemometrici e da

una serie di elaborazioni e simulazioni informatizzate finalizzate a:

• minimizzare l’impatto visivo;

• ottemperare alle prescrizioni delle competenti autorità;

• ottimizzare la viabilità di servizio dedicata;

• ottimizzare la produzione energetica.

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Potenza totale

La potenza totale del parco ammonta a 54 MW di potenza nominale installata.

Regime del vento del sito

La stima del potenziale eolico di una determinata area si basa sulla conduzione

di una adeguata campagna anemometrica in sito.

L’analisi anemologica ha per scopo la creazione di una mappa del vento del sito

per individuare le aree più ventose (Wind Resource) e posizionare in modo ottimale le

turbine tenendo conto del grado di turbolenza e delle interferenze tra turbine.

Lo studio Anemologico del Parco eolico Panetteria del comune di Banzi è stato

redatto dalla Seraph s.r.l.

Per l’analisi del potenziale eolico del sito, sono stati utilizzati i dati registrati dalla

stazione anemometrica istallata nel comune di Banzi a circa 8 km (cod. 0923) dall’area del

parco, nelle coordinate EST 2602934; NORD 4522422 (GAUSS-BOAGA Roma 40) nel

periodo che va da 31/03/2010 fino a 23/02/2011.

Lo studio anemologico ha tenuto conto anche dei dati anemometrici registrati da

tre anemometri istallati nel comune di Melfi:

Melfi 1 (cod. 2136) dati raccolti dal 01/07/2009 al 31/06/2010;



Dai dati registrati si evince che tutti i mesi dell’anno sono molto ventosi fatta

eccezione per il mese di agosto in cui la velocità media è di circa 4,6 m/s, mentre il

periodo di picco registrato nel mese di dicembre con velocità media mensile di 9,0 m/s.

Il valore medio annuo è invece pari a circa 6,9 m/s, con direzione prevalente

Nord-Ovest (si veda oltre la previsione circa la produzione energetica).

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Disposizione ed orientamento degli aerogeneratori

L’area interessata, per la sua posizione, si colloca sulla scia della ventosità

proveniente da Nord-Ovest.

La dislocazione delle macchine sul territorio consegue a quanto prescritto

nell’Appendice A del PIEAR per gli impianti eolici di grande taglia, sia per quanto riguarda i

requisiti tecnici minimi, quelli di sicurezza e quelli anemologici che le linee guida per la

progettazione di impianti eolici.

Tale ubicazione infatti consente di:

• evitare una disposizione degli aerogeneratori dell’impianto eolico la cui

mutua posizione possa realizzare, da particolari e privilegiati punti di

vista, il cosiddetto “effetto gruppo” o “effetto selva”;

• garantire la presenza di corridoi di transito per la fauna riducendo al

contempo l’impatto visivo degli aerogeneratori (la distanza minima tra

aerogeneratori è pari a 3 diametri di rotore).

• essere il più vicino possibile al punto di connessione alla rete di

conferimento dell’energia al fine di ridurre l’impatto degli elettrodotti

interrati di collegamento.

• evitare la dislocazione degli impianti e delle opere connesse in prossimità

di compluvi e torrenti montani e nei pressi di morfostrutture carsiche

quali doline e inghiottitoi;

• contenere gli sbancamenti ed i riporti di terreno.

Le coordinate degli aerogeneratori in coordinate GAUSS BOAGA Roma 40 sono

riportati nella seguente tabella:

WTG E (m) N(m) A1 2608952 4526641 A2 2609298 4526531 A3 2609504 4526725 A4 2610380 4526822 A5 2610685 4526812

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A6 2611182 4526908 A7 2610556 4527346 A8 2610843 4527321 A9 2611483 4527483 A10 2611489 4527623 A11 2608965 4526103 A12 2612236 4527051 A13 2609008 4525429 A14 2611651 4528831 A15 2611343 4528612 A16 2611891 4526534 A17 2610148 4526673 A18 2610047 4526408

Tabella 1 - Coordinate Gauss Boaga Roma 40 degli aerogeneratori

Previsione di produzione energetica

Nella tabella sottostante, sono riportate alcune caratteristiche

dell’aerogeneratore scelto sul quale è stata eseguita la valutazione di producibilità.

COSTRUTTORE MODELLO MW DIAMETRO ROTORE H MOZZO VESTAS V90 3 90 105

Figura 4 – Rosa dei venti (velocità media per settore di direzione, anemometro cod. 0923)

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Figura 5 – Distribuzione di Weibull per il sito in esame

Per stimare la produzione energetica del parco eolico di Banzi si è utilizzato il

modello di calcolo WindSim. I dati richiesti in input sono di tipo meteorologico, topografico,

di rugosità del terreno oltre alle caratteristiche tecniche degli aerogeneratori. Il modello

svolge le funzioni di micrositing e consente di ottenere un atlante del vento sull’area

oggetto di studio.

I dati del vento ottenuti sull’area vengono quindi utilizzati per simulare le

condizioni di un parco eolico in esercizio.

Per ottenere il valore netto della produzione specifica prevista, è necessario

considerare tutte le perdite, a partire dalle perdite elettriche (cavidotto MT- consegna in

AT) pari al 2%.

A queste vanno aggiunte quelle per mancata disponibilità del sistema WTG +

BOS pari al 5% ed infine altre perdite relative agli effetti orografici stimate in base

all’esperienza, all’analisi dell’indice di turbolenza del vento, del windshear, delle condizioni

climatiche, pari al 3%.

Dalla relazione sulla producibilità si evince come le direzioni più “energetiche”

siano NW, W e WSW che coprono più del 60 % della produzione annua del parco in

progetto.

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La produzione annuale prevista per il parco eolico di Banzi è di 119.070 MWh

(pari al prodotto 18 x 3 [MW] x 2205 [h]) corrispondente ad una producibilità media

annua di 2205 ore equivalenti nette.

Per ulteriori approfondimenti si rimanda allo studio anemologico che è parte

integrante del progetto.

Altro parametro importante che deriva dall’analisi di producibilità è la densità

volumetrica annua (Ev), ovvero il rapporto tra la produzione annuale stimata

dell’aerogeneratore ed il volume occupato nel campo visuale dalla turbine, espresso in

metri cubi.

La densità volumetrica è quindi un parametro che ‘misura’ l’impatto visivo.

Infatti, elevati valori di Ev corrispondono a più elevati valori energetici ed a minori effetti di

impatto visivo.

Tale parametro è calcolato come indicato dalla formula seguente:

dove:

E = energia prodotta dalla turbina (kWh / anno)

D = diametro del rotore (metri)

H = altezza totale della turbine (m), somma del raggio del rotore e dell’altezza

del mozzo.

Considerando il modello di macchina scelto nel presente progetto, che ha

diametro di 90 m e altezza del mozzo di 105 m, si ottiene una densità volumetrica di 0,30

kWh/(anno·m3).

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A.9.c. CRITERI DI SCELTA DELLE SOLUZIONI IMPIANTISTICHE DI PROTEZIONE CONTRO I FULMINI, CON L’INDIVIDUAZIONE E LA CLASSIFICAZIONE DEL VOLUME DA PROTEGGERE

Rimandando per maggiori approfondimenti alla specifica documentazione di

riferimento contenuta nel progetto elettrico, sinteticamente si illustrano i criteri di scelta

delle soluzioni impiantistiche di protezione contro i fulmini adottati.

L'efficienza della rete di terra di un’officina elettrica (centrali, sottostazioni,

cabine ecc..) e quindi anche di un impianto eolico, si può ritenere raggiunta quando, alla

presenza delle massime correnti di corto circuito legate al sistema elettrico d’alimentazione

dell'impianto stesso, non si determinino tensioni di contatto e di passo pericolose per

persone all'interno ed alla periferia dell'area interessata. L'efficienza della rete di terra è

quindi legata ad una sufficiente capacità di disperdere la corrente di guasto (basso valore

di resistenza totale) ma, in misura maggiore, ad un’uniformità del potenziale su tutta l'area

dell'impianto utilizzatore (tensioni di passo e di contatto, gradienti periferici e differenze di

potenziale fra diverse masse metalliche di valore limitato).

L’impianto di terra sarà pertanto costituito dalle seguenti parti:

• n. 1 dispersore lineare di collegamento equipotenziale di tutte le

macchine e le relative cabine di macchina;

• rete di terra per la cabina di impianto e la stazione di consegna.

Per integrare e quindi migliorare le capacità disperdenti, il dispersore dovrà

essere interconnesso in più punti anche con le armature dei plinti di fondazione degli

aerogeneratori.

Per quanto riguarda la protezione contro i fulmini di impianti eolici, i problemi

principali riguardano il possibile danneggiamento degli aerogeneratori eolici per

fulminazione diretta ed il possibile deterioramento dei sistemi di monitoraggio e di

controllo per fulminazioni generalmente indirette che interessano, non solo gli

aerogeneratori installati ma l’impianto eolico nel suo complesso. Infatti, le fulminazioni

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dirette sugli aerogeneratori possono danneggiare in modo particolare le pale, mentre i

fulmini nell’impianto generano sovratensioni transitorie che interessano i circuiti degli

aerogeneratori, delle cabine di macchina, della cabina di impianto e che possono

danneggiare i loro sistemi elettronici (che sono particolarmente vulnerabili).

Nello specifico ci si riferisce al solo dispersore di terra, poiché gli aerogeneratori

risultano essere già predisposti con un idoneo sistema di protezione, collegato al

dispersore di terra in due punti.

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