Foto: Nordex AG

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Corso analisi di progetti con energie puliteCorso analisi di progetti con energie pulite

Analisi progetti di energia Analisi progetti di energia eolicaeolica

Turbina eolica per produzione di energia elettrica alla rete

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ObiettiviObiettivi

• Rivedere i principi dei sistemi Rivedere i principi dei sistemi ad energia eolica ad energia eolica

• Illustrare le considerazioni chiave Illustrare le considerazioni chiave per l’analisi di progetti eolici per l’analisi di progetti eolici

• Presentare il modello RETScreenPresentare il modello RETScreen®® per l’analisi per l’analisi di progetti eolicidi progetti eolici

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• Elettricità perElettricità per Reti elettriche centralizzate

Reti elettriche isolate

Forniture isolate di energia

Energia per pompaggio acqua

…ma anche…

Supporto per reti deboli

Rischio ridotto per fluttuazione costi energia elettrica

Ridotte perdite per trasmissione e distribuzione

Cosa forniscono i sistemi Cosa forniscono i sistemi eolici?eolici?

Foto: Warren Gretz/ NREL Pix

Impianto eolico di San Gorgino, Palm Springs, California, USA

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Descrizione tubina eolicaDescrizione tubina eolica

• ComponentiComponenti

Rotore Trasmissione Torre Fondazione Controlli Generatore

• TipiTipi Ad asse orizzontale

Più comune Controlli e

progetto rotore in base al vento

Ad asse verticale Meno comune

Area spazzatarotore

Diametrorotore

Disegno di una turbina eolica ad asse orizzontale

Fondazione

(vista laterale)

Connessioni elettriche interrate

(vista frontale)

Altezza

Torre

Gondola conTrasmissione egeneratore

Pala rotore

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Utilizzazione dell’energia Utilizzazione dell’energia eolicaeolica

• Senza reteSenza rete Piccole turbine (da 50 W a 10 kW)

Caricamento batterie

Pompaggio acqua

• Rete isolataRete isolata Tipicamente turbine da 10 a 200 kW

Riduzione costi di produzione energia in aree isolate: anche impianti ibridi con generatore a gasolio

Alta o bassa penetrazione

• Rete centraleRete centrale Tipicamente turbine da 200 kW a 2

MW

Campi eolici con più turbine Foto: Charles Newcomber/ NREL Pix

Senza rete, turbina da 10 kW, Messico

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Elementi di un progetto eolicoElementi di un progetto eolico

• Studio del vento Studio del vento disponibiledisponibile

• Analisi di impatto Analisi di impatto ambientaleambientale

• ApprovazioniApprovazioni

• ProgettazioneProgettazione

• CostruzioneCostruzione Strade

Rete di trasmissione

SottostazioniFoto: Warren Gretz/NREL Pix

Foto: GPCo Inc.

Installazione di palo meteo da 40m, Quebec, Canada

Sottostazione, California, USA

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• Elevate velocità medie del ventoElevate velocità medie del vento Minima velocità media annua di 4 m/s La gente tende a sovrastimare il vento La velocità del vento tende ad aumentare con

l’altezza

• Buona disponibilitàBuona disponibilità Aree costiere Creste di lunghi pendii Passi Grandi distese Vallate con canalizzazione

di venti

• Tipicamente più ventosoTipicamente più ventoso L’inverno rispetto all’estate Il giorno rispetto alla notte

Disponibilità del ventoDisponibilità del vento

1 MW Turbine Power Curve

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Wind speed (m/s)

Po

wer

(kW

)

Curva turbina eolica da 1 MW

Velocità del vento (m/s)

Po

ten

za (

kW)

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Costi dei sistemi eoliciCosti dei sistemi eolici

• Campi eoliciCampi eolici Costo di $1.500/kW installato

Gestione e manutenzione: $0,01/kWh

Prezzo vendita: da $0,04 a $0,10/kWh

• Turbine singole Turbine singole e reti isolatee reti isolate Costi più elevati (più specifici

al progetto)

Gli studi di fattibilità, lo sviluppoe l’ingegneria rappresentano un’alta percentuale del costo totale

• Prevista la sostituzione di un componente principale che Prevista la sostituzione di un componente principale che ha un valore tra il 20 ed il 25% del costo totale inzialeha un valore tra il 20 ed il 25% del costo totale inziale Pale rotore o trasmissione

0% 20% 40% 60% 80%

Balance of plant

Turbines

Engineering

Development

Feasibility Study

Portion of Installed Costs

Studio fattibilità

Sviluppo

Ingegneria

Turbine eoliche

Bilancio impianto

Percentuale del costo d’installazione

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Considerazioni progetti eoliciConsiderazioni progetti eolici

• Vincoli e criteriVincoli e criteri Impatto ambientale Accettazione da parte della comunità Possibilità di connessione alla rete e

di trasmissione dell’energia

• Finanziamento, tassi Finanziamento, tassi d’interesse, d’interesse, cambi valutecambi valute

• Una buona disponibilità del vento riduce drasticamente i Una buona disponibilità del vento riduce drasticamente i costi di produzione di energiacosti di produzione di energia Una buona analisi di disponibilità del vento è un ottimo investimento

per la fattibilità del progetto

• Fonti addizionali di redditoFonti addizionali di reddito Crediti per la produzione di energia da parte del Governo/Società elettriche

o certificati verdi Vendita di titoli per la riduzione

di emissioni inquinanti

Turbina del campo eolico Le Nordais, Quebec, Canada

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Esempi: Europa e Stati UnitiEsempi: Europa e Stati Uniti

Sistemi eolici per reti Sistemi eolici per reti centralizzatecentralizzate

• Nessun problema per produzione Nessun problema per produzione intermittente: 17% dell’elettricità danese intermittente: 17% dell’elettricità danese è prodotta da fonti eoliche senza alcuna è prodotta da fonti eoliche senza alcuna integrazione di produzioneintegrazione di produzione

• Progetti rapidi (da 2 a 4 anni) che posso Progetti rapidi (da 2 a 4 anni) che posso essere estesi per soddisfare la domandaessere estesi per soddisfare la domanda

Foto: Warren Gretz/ NREL PixCampo eolico a Palm Springs, California, USA

• La terra può essere utilizzata per La terra può essere utilizzata per altri scopi come ad esempio altri scopi come ad esempio l’agricoltural’agricoltura

• Persone fisiche, aziende e Persone fisiche, aziende e cooperative spesso posseggono cooperative spesso posseggono e gestiscono turbine singolee gestiscono turbine singole

Foto: Danmarks Tekniske Universitet

Impianto eolico costiero, Danimarca

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Esempi: India e CanadaEsempi: India e Canada

Sistemi eolici per reti isolateSistemi eolici per reti isolate

• La produzione di energia elettrica è costosa dato La produzione di energia elettrica è costosa dato l’elevato costo di trasporto del gasolio ai siti remotil’elevato costo di trasporto del gasolio ai siti remoti

Le turbine eoliche consentono di ridurre il costo di gasolio

• Affidabilità e manutenzione sono fattori importantiAffidabilità e manutenzione sono fattori importanti

Foto: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada Foto: Phil Owens/ Nunavut Power Corp.

Turbina da 50 kW, Nunavut, Canada

Installazione di una turbina da 50 kW, Bengala Occidentale, India

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Esempi: Stati Uniti, Brasile e CileEsempi: Stati Uniti, Brasile e Cile

Sistemi eolici senza reteSistemi eolici senza rete

• Elettricità per piccoli carichi in aree ventose senza reteElettricità per piccoli carichi in aree ventose senza rete

• Sistemi isolati con batterie forniscono energia in periosi senza ventoSistemi isolati con batterie forniscono energia in periosi senza vento

• Pompaggio acqua: accumulo con serbatoio acquaPompaggio acqua: accumulo con serbatoio acqua

• Gli impianti eolici possono essere utilizzati in sistemi ibridi in Gli impianti eolici possono essere utilizzati in sistemi ibridi in combinazione con gruppi elettrogeni alimentati da combustibili fossili combinazione con gruppi elettrogeni alimentati da combustibili fossili e/o campi fotovoltaicie/o campi fotovoltaici

Foto: Arturo Kunstmann/ NREL PixFoto: Roger Taylor/ NREL PixFoto: Southwest Windpower/ NREL Pix

Energia per ripetitori, Arizona, USA

Energia per villaggio isolato, Brasile Sistema eolico ibrido, Cile

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Modello RETScreenModello RETScreen®® per per progetti eoliciprogetti eolici

• Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali e riduzione emissioni gas serrae riduzione emissioni gas serra

Reti centralizzate, isolate o senza Turbine singole o campi eolici Rayleigh, Weibull, o distribuzione

del vento definita dall’utente

• Solo 12 dati mensili del Solo 12 dati mensili del RETScreen RETScreen®® contro gli contro gli 8.760 dei modelli che 8.760 dei modelli che utilizzano utilizzano

simulazione oraria simulazione oraria

• Attualmente non comprende:Attualmente non comprende: Sistemi stand-alone con accumulo

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RETScreenRETScreen®®

Calcolo energia eolicaCalcolo energia eolica

Vedi manuale elettronico

Analisi progetti con energie pulite: RETScreen® Ingegneria e Casi

Analisi progetti di energia eolica

Calcola energia non

regolata

Calcola produzione

lorda di energia

Calcola energia

rinnovabile raccolta

Calcola energia

rinnovabile fornita

Calcola altre quantità

ausiliarie

Calcola curva energia

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Esempio di convalida del modello Esempio di convalida del modello RETScreenRETScreen®® per progetti eolici per progetti eolici

• RETScreenRETScreen®® comparato con la simulazione oraria di comparato con la simulazione oraria di

HOMERHOMER 10 turbine da 50 kW cad. installate a Kotzebue, Alaska

La stima di produzione di energia elettrica annuale di RETScreen si discosta solo dell’ 1,1% rispetto al risultato di HOMER

• Risultati di RETScreenRisultati di RETScreen®® confrontati ai dati misurati: confrontati ai dati misurati:

-10%-10%1.1701.1701.0571.0571999-20001999-2000

-8%-8% 271271 25025019981998(3 turbine)(3 turbine)

DifferenzaDifferenzaEnergiaEnergia

misuratamisurata

(MWh)(MWh)

EnergiaEnergia

RETScreen RETScreen (MWh)(MWh)

PeriodoPeriodo

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ConclusioniConclusioni

• Le turbine eoliche forniscono energia alla rete e Le turbine eoliche forniscono energia alla rete e senza rete in tutto il mondosenza rete in tutto il mondo

• Una buona analisi di disponibilità dei venti è un Una buona analisi di disponibilità dei venti è un fattore importante per la fattibilità del progettofattore importante per la fattibilità del progetto

• La disponibilità di crediti per la produzione di La disponibilità di crediti per la produzione di energia eolica o di certificati verdi è importante energia eolica o di certificati verdi è importante per i progetti collegati alla reteper i progetti collegati alla rete

• RETScreenRETScreen®® calcola la produzione di energia calcola la produzione di energia usando dati annuali con un’accuratezza usando dati annuali con un’accuratezza comparatibile alle simulazioni su base orariacomparatibile alle simulazioni su base oraria

• RETScreenRETScreen®® aiuta a ridurre i costi per gli studi di aiuta a ridurre i costi per gli studi di fattibilitàfattibilità

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Domande?Domande?

Modulo per l’analisi di progetti con energia eolicaCorso internazionale RETScreen® per l’analisi di progetti con energie

pulite

www.retscreen.netwww.retscreen.netPer maggiori informazioni visitate il sito RETScreen: