Fonti energetiche rinnovabiliEolico

Eolico

Le macchine eoliche derivano dai tradizionali mulini a vento e sono costituiti da un rotore, formato da pale fissate da un mozzo e progettate per sottrarre al vento parte della sua energia cinetica, per poi trasformarla in energia meccanica e infine elettrica. Vi sono oggi in commercio turbine eoliche che sfruttano diversi principi fisici per la conversione dell’energia del vento in energia elettrica. Tralasciando le soluzioni più bizzarre, esse appartengono a due grandi famiglie: quelle ad asse di rotazione orizzontale e quelle ad asse di rotazione verticale.

Le prime hanno raggiunto un sufficiente grado di maturità tecnologica e sono diffuse nelle aree soggette a buona e costante ventilazione coprendo tutti i bisogni energetici.

Le seconde sono ancora oggetto di studio e stanno trovando interessanti campi di applicazione nelle aree soggette a ventilazioni non ottimali (venti troppo deboli o troppo forti, elevate turbolenze).

Centrale eolica

Un impianto eolico e' costituito da un gruppo di aerogeneratori di media (600-900 kW) o grande (>1MW) taglia, disposti sul territorio in modo da meglio sfruttare la risorsa eolica del sito; gli aerogeneratori sono connessi fra loro elettricamente attraverso un cavidotto interrato.

All'impianto eolico e' associata una cabina-stazione di consegna che, a sua volta e' connessa alla rete elettrica nazionale.

Gli aerogeneratori sono costituiti essenzialmente da una navicella o gondola, sostenuta da una struttura metallica, alla quale e' connesso un rotore; il rotore e' costituito dalle pale fissate su di un mozzo e progettate per sottrarre al vento parte della sua energia cinetica per trasformarla in energia meccanica.

Centrale eolica

Al soffiare del vento il rotore gira e aziona a sua volta il generatore elettrico, tramite un moltiplicatore di giri, che ha la funzione di trasformare l'energia meccanica in energia elettrica.

Dal rotore, l'energia cinetica del vento viene trasmessa a un generatore di corrente collegato ai sistemi di controllo e trasformazione tali da regolare la produzione di elettricità e l'eventuale allacciamento in rete.

L'energia elettrica prodotta in navicella viene convogliata al suolo attraverso cavi elettrici; sempre al suolo vengono inviati mediante opportuni cavi i segnali necessari per il controllo del corretto funzionamento dell'aerogeneratore.

Aerogeneratore La tipica configurazione di un aerogeneratore e' costituita da una struttura metallica di sostegno del tipo a traliccio o tubolare che porta alla sua sommità la gondola o navicella.

Nella navicella sono contenuti l'albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l'albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari.

All'estremità dell'albero lento e all'esterno della gondola e' fissato il rotore, costituito da un mozzo, sul quale sono montate le pale, fabbricate in materiale composito, leggero ma resistente alle sollecitazioni meccaniche. Le pale hanno un’angolazione regolabile per ottenere la maggior resa energetica alle diverse velocità del vento.

L'aereogeneratore funziona gia' con un vento di circa 3 m/s (10 km/h) e raggiunge la massima potenza quando arriva a circa 17 m/s (50÷60 km/h).

Navicella

Generatori micro-eolici

Vengono considerate MICRO le macchine eoliche che generano potenze fino a 20 kW destinate all'autoconsumo di energia e le macchine da 20 a 100 kW, che sono considerate di uso "industriale.

I piccoli impianti eolici (con potenza fino a qualche decina di kW) possono essere impiegati sia come sistemi "stand alone" non allacciati alla rete elettrica (case isolate, pompaggio di acqua, telecomunicazioni), sia come impianti connessi in parallelo alla rete elettrica, come avviene per i sistemi fotovoltaici. sistemi eolici di piccola taglia presentano numerosi vantaggi: – grande disponibilità di siti utilizzabili (la loro installazione può risultare

economicamente conveniente in siti con una velocità media del vento di almeno 5 m/s),

– impatto ambientale contenuto, date le limitate dimensioni delle macchine (rotori con diametri da 3 a 9 m, montati su torri di 10-20 m),

– non necessarie infrastrutture dedicate, – il costo si aggira intorno ai 2.500-3.500 € per kW installato,

attualmente piuttosto inferiore al fotovoltaico (5.000-6.000 € per kW).

Generatori micro-eolici

Caratteristiche di una turbina eolica con potenza di 3 kW a uso domestico:

potenza nominale 3 kW (con vento di 10 m/s); 3 pale in composito; altezza della torre 10-20 m; diametro del rotore 5 m; velocità del vento di avvio 3 m/s; energia producibile 6.000 kWh/anno (in sito con velocità media del

vento di 5 m/s); Costo orientativo chiavi in mano: 10.000 €.

Generatori ad asse di rotazione verticaleTurbina Savonius

Generatori ad asse di rotazione verticaleTurbina Darrieus

Generatori ad asse di rotazione verticaleAltre turbine

http://atlanteeolico.erse-web.it

Regioni italiane: distribuzione di potenza e numero impianti nel 2008 (Rif. “GSE L’eolico – Dati statistici al 31 dic 2008)

Potenza eolica installata dal 2004 al 2008 in Italia (Rif. “GSE L’eolico – Dati statistici al 31 dic 2008)

Potenza eolica installata dal 2004 al 2008 in EU 15 (Rif. “GSE L’eolico – Dati statistici al 31 dic 2008)

Potenza eolica installata dal 2004 al 2008 nel mondo (Rif. “GSE L’eolico – Dati statistici al 31 dic 2008)

Incentivi per l’eolicoLa tariffa omnicomprensiva

Hanno diritto ad accedere alla “Tariffa onnicomprensiva” gli impianti eolici con potenza nominale media annua non inferiore a 1 kW e con potenza elettrica nominale non superiore a 0,2 MW, entrati in esercizio in data successiva al 31 dicembre 2007.

Per poter accedere alla Tariffa, è indispensabile che l'impianto abbia ottenuto dal GSE la qualifica IAFR (Impianti Alimentati a Fonti Rinnovabili).

La Tariffa onnicomprensiva consiste nell'erogazione per un periodo di 15 anni di un beneficio monetario pari a 0,30 € per ogni kWh netto di energia elettrica immesso in rete.

Nota bene: diversamente dal Conto energia per il fotovoltaico e dai Certificati Verdi, che incentivano tutta l'energia prodotta (compresa quella autoconsumata), la Tariffa è corrisposta solo per l'elettricità effettivamente ceduta alla rete, al netto degli autoconsumi.

Incentivi per l’eolicoLa tariffa omnicomprensiva

Il valore economico della Tariffa incorpora, seppur non in maniera esplicita, sia una quota incentivante che un corrispettivo per la vendita dell'energia (per questo motivo è definita "onnicomprensiva").

In altre parole, il produttore che beneficia della Tariffa onnicomprensiva non ha il diritto di vendere l'energia prodotta, quindi rinuncia a qualsiasi ulteriore corrispettivo economico.

Per gli impianti entrati in esercizio dopo il 31 dicembre 2008, la Tariffa onnicomprensiva non è compatibile, e dunque cumulabile, con altre forme di contributo o incentivazione pubblica locale, regionale, nazionale o europea.

Inoltre, la Tariffa onnicomprensiva non è compatibile con il meccanismo dello Scambio sul posto, anche se è consentito il passaggio dal sistema dello Scambio sul posto al sistema della Tariffa onnicomprensiva.

Simulazione finanziaria

Calcoliamo la resa economica di un impianto micro-eolico di 3kW che serve un’utenza domestica con consumo energetico annuo di 4 kWh.

L’impianto, collocato in zona con buona ventosità, produce 6.000 kWh/anno.

L’incentivo più conveniente è la Tariffa Onnicomprensiva della durata di 15 anni. Per l’applicazione di questa tariffa teniamo conto del fatto che l’energia effettivamente immessa in rete è pari a 4.000 kWh/anno, dovendosi sottrarre l’energia consumata localmente (2.000 kWh/anno) durante la produzione eolica.

I vantaggi economici nei primi 15 anni sono pertanto:1. Tariffa onnicomprensiva: 4.000 kWh x 0,30 €/kWh = 1.200 €2. Risparmio bolletta elettrica: 2.000 kWh x 0,18 €/kWh = 360 € (dove

però si deve tener conto del costo sempre maggiore dell’energia e quindi che la quota di 0,18 €/kWh è destinata a crescere)

Simulazione finanziaria

Dopo 15 anni è conveniente optare per lo scambio sul posto. In tal caso il vantaggio economico è relativo a tutti i 4.000 kWh/anno consumati, cioè:

4.000 kWh/anno x tariffa costo energia per kWh.Si ottiene così la simulazione rappresentata nei due grafici che

seguono e che rappresentano il bilancio annuale ed il bilancio progressivo.

Da quest’ultimo si vede che l’investimento iniziale viene ammortizzato in poco più di 7 anni. La Tariffa onnicomprensiva consente di guadagnare circa 10.000 € in 14 anni. Dal 16° anno in poi, passando allo scambio sul posto, è infine possibile risparmiare l’intera spesa elettrica.

Simulazione finanziaria

Bilancio annuo

-10.000,00

-8.000,00

-6.000,00

-4.000,00

-2.000,00

0,00

2.000,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Anni

€

Simulazione finanziaria

Bilancio progressivo

-15.000,00

-10.000,00

-5.000,00

0,00

5.000,00

10.000,00

15.000,00

20.000,00

25.000,00

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Anni

€