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Centrali eoliche

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centrali_eoliche1Una centrale eolica, o parco eolico o wind farm (fattoria del vento), è un insieme di aerogeneratori (torri o pale eoliche) localizzati in un territorio delimitato e interconnessi tra loro che producono energia elettrica sfruttando la forza del vento. La generazione di energia elettrica varia in funzione del vento e della capacità generativa degli aerogeneratori.

In un parco eolico le singole turbine sono interconnesse tra loro con una linea di collegamento a medio voltaggio (generalmente 34,5 kV) e con un sistema di comunicazione (per il cosiddetto remote monitoring).

La energia a medio voltaggio viene poi convertita in alto voltaggio tramite un trasformatore in una sottostazione ed immessa nella rete elettrica (fonte Wikipedia).

Sinergia Project effettua procedure di valutazione per la realizzazione di parchi eolici.

La realizzazione di un parco, infatti, è divisa in diverse fasi:

  • individuazione del sito;
  • ottenimento permessi per lo sfruttamento del terreno;
  • analisi dettagliata della risorsa anemometrica;
  • valutazione economica;
  • progettazione impianto;
  • costruzione, esercizio, manutenzione e dismissione.

Per realizzare un impianto di qualsiasi taglia, il primo passo è sempre il monitoraggio del sito. Un’analisi adeguata del sito prevede un monitoraggio della direzione e dell’intensità del vento per periodi relativamente lunghi (almeno un anno). Sulla base dei risultati ottenuti, non solo viene verificata la fattibilità economica del campo, ma anche l’eventuale disposizione degli aerogeneratori.

Individuazione del sito

La fase d’individuazione del sito non consiste solo nella misura anemometrica, ma anche nella valutazione di tutti i vincoli paesaggistici, idrogeologici, urbani, archeologici e non ultimo il livello di accettabilità da parte delle persone del luogo. Questa fase può essere molto lunga e di conseguenza molto dispendiosa, per questo normalmente si parte da degli studi preliminari, per capire il livello di convenienza e fattibilità del progetto. Un altro parametro importante da valutare è l’accessibilità del sito sia da un punto di vista di trasporto (il luogo dovrà essere raggiungibile dai camion che trasportano gli elementi che compongono l'aerogeneratore e per questo spesso vengono realizzati tratti di strada nuovi o allargate vecchie strade, tratturi, sentieri etc) sia da un punto di vista di allacciamento alla rete.

Riguardo la selezione dal punto di vista di potenziale eolico, in questa fase non si possono avere ancora dati molto precisi, quindi ci si affida a dati generali come quelli forniti dall’atlante eolico italiano (liberamente consultabile su internet) e correlandoli con i dati morfologici del sito specifico. Un punto di riferimento spesso usato per valutare la bontà di un sito sono i 5 m/s di velocità media del vento all’altezza del centro del rotore del generatore eolico.

Per partire con la selezione di un sito per la realizzazione di un parco eolico si può fare riferimento all’atlante eolico italiano che fornisce la ventosità media annua a 25, 50 e 70 metri sul livello del mare. Questa valutazione però non è sufficiente, infatti un sito, specie per grandi impianti, va studiato in maniera accurata in quanto le condizioni del vento sono affette dalla morfologia del terreno in quel punto preciso.

Una volta visto che con le valutazioni preliminari il sito è sfruttabile e garantisce un buon rendimento economico, si deve procedere con l’ottenimento dei permessi da parte dei proprietari del terreno per l’acquisto, l’affitto, l’uso. Non solo per i terreni che verranno effettivamente adibiti alla costruzione del parco eolico, ma anche quelli che verranno dedicati al passaggio per la costruzione e la manutenzione del sito. Tutto questo tramite accordi speciali, royalty, etc.

Campagna anemometrica di dettaglio ed analisi dei dati

Se il sito risponde alle caratteristiche primarie Sinergia Project effettua una campagna anemometrica che dura di solito almeno un anno in grado di fornire una stima precisa della capacità del sito, sia per poter dimensionare opportunamente le macchine da installare, sia per il loro posizionamento ottimale, nonché le linee per l’allacciamento alla rete. Una volta visto che con le valutazioni preliminari il sito è sfruttabile e garantisce un buon rendimento economico, si deve procedere con l’ottenimento dei permessi da parte dei padroni del terreno per l’acquisto, l’affitto, l’uso. Non solo per i terreni che verranno effettivamente adibiti alla costruzione del parco eolico, ma anche quelli che verranno dedicati al passaggio per la costruzione e la manutenzione del sito. Gli strumenti essenziali per la misura del vento sono gli anemometri. I dati anemometrici così raccolti vengono gestiti integralmente da Sinergia Project.

L’analisi dei dati anemometrici è molto importante per stabilire l’effettivo potenziale del sito. Il campionamento viene effettuato a diverse altezze in modo da poter estrapolare la curva di crescita del vento in base all’altezza da terra.
Normalmente la frequenza di campionamento della velocità del vento è una volta al secondo, quindi i dati al termine della giornata sono 86400 punti. Il numero dei punti viene riportato su un grafico che esprime l’intensità del vento per occorrenze.

La stessa cosa viene fatta per la direzione del vento, che fornisce una direzione preferenziale sulla base delle occorrenze di un certo angolo rispetto ad un altro.
Da questi dati è facile risalire alla potenza generata dalla turbina tramite la curva velocità/potenza fornita dal costruttore degli aerogeneratori.
E’ sulla base di questi dati che è effettivamente possibile effettuare una stima di fattibilità economica del progetto, quindi capire il rendimento che può avere l’impianto ed ottenere in questo modo eventuali finanziamenti per la costruzione del parco eolico o di un semplice aerogeneratore per uso domestico.

Valutazione del potenziale del sito

Nel valutare un sito e le sue potenzialità economiche si deve tenere conto di diverse considerazioni: la potenza ricavabile dal vento è proporzionale al cubo della velocità, la potenza prodotta va con il quadrato del raggio e il profilo di velocità del vento cresce con l’altezza da terra. Questo implica che una piccola variazione della velocità media può portare a grossi incrementi di produttività e quindi di guadagno, lo stesso per la lunghezza delle eliche del rotore e per l’altezza dell’aerogeneratore. Sulla base dei dati anemometrici quindi sarà possibile dimensionare efficientemente l’aerogeneratore in tutte le sue parti per ottenere il miglior rapporto tra guadagno e investimento.

Progettazione del parco eolico

Una volta ottenuti tutti i dati viene realizzata l’effettiva progettazione del sito. Questa prevede il “site mapping”, ovvero la dislocazione degli aerogeneratori in maniera ottimale in modo da sfruttare a pieno le caratteristiche del terreno. Il dimensionamento delle macchine viene fatto non solo in funzione delle caratteristiche energetiche/economiche ma anche sulla base di valutazioni ambientali (paesaggistica, idrogeologica, rumore, sicurezza del volo, ecc) e modalità di allacciamento alla rete elettrica.

 

 
 
 
 

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