Fonti energetiche rinnovabili
Eolico
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 verticale
Turbina Savonius
Generatori ad asse di rotazione verticale
Turbina Darrieus
Generatori ad asse di rotazione verticale
Altre 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’eolico
La 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’eolico
La 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
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
-4.000,00
-6.000,00
-8.000,00
-10.000,00
Anni
Simulazione finanziaria
Bilancio progressivo
25.000,00
20.000,00
15.000,00
€
10.000,00
5.000,00
0,00
-5.000,00
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
-10.000,00
-15.000,00
Anni