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za del mozzo per ciascuna posizione degli aerogeneratori previsti. 5.2. Modello di scia e calcolo dell’energia prodotta Gli effetti di scia provocati dalla reciproca schermatura tra le singole turbine eoliche sono calcolati mediante il modello bidimensionale PARK (N.O. Jensen EMD 2005). Gli elementi su cui il modello si basa per determinare la diminuzione del valore della velocità della ven
Gli effetti di scia provocati dalla reciproca schermatura tra le singole
turbine eoliche sono calcolati mediante il modello bidimensionale PARK (N.O. JenTozzi Green S.p.A.
eratori e tecnologia utilizzata (ordinati per quota di mercato a livello mondiale nel 2011) Portafoglio prodotti attuale di Siemens e Vestas Parametri della velocità del vento per le classi di turbine eoliche Principali impianti offshore entrati in esercizio o in stato avanzato di completamento nel corso del 2011 e del 2012 Principali progetti offshore presentati in Italia negli ultimi anni
di Siemens e Vestas Parametri della velocità del vento per le classi di
turbine eoliche Principali impianti offshore entrati in esercizio o in stato avaPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
) Principali impianti eolici entrati in esercizio in Italia nei primi mesi del 2012 Investimento “tipo” in un impianto eolico in Italia Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW Potenziale eolico installabile nelle aree marine italiane con ipotesi di sfruttamento delle aree idonee pari al 2,5% Principali scelte di esternalizzazione delle
olico in Italia Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di
turbine da 850 kW con turbine da 2 MW Potenziale eolico installabile nelle aree Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
eolici entrati in esercizio in Italia nei primi mesi del 2012 Investimento “tipo” in un impianto eolico in Italia Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW Potenziale eolico installabile nelle aree marine italiane con ipotesi di sfruttamento delle aree idonee pari al 2,5% Principali scelte di esternalizzazione delle imprese attive nella p
iale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con
turbine da 2 MW Potenziale eolico installabile nelle aree marine italiane con ipPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
macchine che hanno raggiunto più elevati diametri e altezze del mozzo a parità di occupazione del suolo. L’aumento possibile della potenza che si otterrebbe sostituendo gli impianti dotati di turbine con potenza inferiore a 1 MW installati fino al 2001 in Italia è pari a 1,6 GW. Se si amplia l’orizzonte di analisi considerando gli impianti realizzati fino al 2005, il potenziale raggiungibi
ibile della potenza che si otterrebbe sostituendo gli impianti dotati di
turbine con potenza inferiore a 1 MW installati fino al 2001 in Italia è pari a Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
sivamente installati nel 2011 e con un tasso di crescita annuo ponderato nel periodo 2007-2011 del 41%. Nel corso dell’ultimo anno sono stati installati nei mari dell’Europa 9 impianti per 235 turbine , con una potenza complessiva pari a 866 MW. La realizzazione di questi impianti ha richiesto investimenti per oltre 2 mld € (il 25% del totale investito in Europa nel settore eolico nel suo co
ltimo anno sono stati installati nei mari dell’Europa 9 impianti per 235
turbine, con una potenza complessiva pari a 866 MW. La realizzazione di questi iPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
indicativamente a 1.550 ore di funzionamento equivalente, ovvero considerando che l’aerogeneratore sia in grado di erogare la potenza nominale per cui è stato costruito. Gli aerogeneratori (o turbine eoliche) oggi installati al mondo hanno una efficienza media misurata “ai morsetti”, ovvero tenendo conto dell’energia elettrica effettivamente immessa in rete rispetto a quella eolica impatta
are la potenza nominale per cui è stato costruito. Gli aerogeneratori (o
turbine eoliche) oggi installati al mondo hanno una efficienza media misurata “aPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
i funzionamento. In conseguenza di questo anche i costi di manutenzione sono più elevati. Tabella 1.1 Principali progetti di sviluppo di nuovi aerogeneratori per potenza Produttore Nazionalità Turbine codice Potenza [MW] Diametro Rotore [m] 7 La quantità di potenza che può produrre una turbina eolica alla velocità del vento per cui è stata progettata, ad esempio 100 kW a 30 km/h. La velocit
i di sviluppo di nuovi aerogeneratori per potenza Produttore Nazionalità
Turbine codice Potenza [MW] Diametro Rotore [m] 7 La quantità di potenza che puòPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
e Asincrono Generatore Sincrono Box 1.2 La classificazione CEI (Commissione Elettrotecnica Internazionale) degli aerogeneratori Dal 1999, come risultato di un processo avviato già nel 1995, le turbine eoliche sono classificate dalla CEI sulla base di tre diversi parametri di ventosità, determinabili con opportune misurazioni anemometriche e con un’adeguata analisi dei dati storici reperibil
eratori Dal 1999, come risultato di un processo avviato già nel 1995, le
turbine eoliche sono classificate dalla CEI sulla base di tre diversi parametri Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
tuna rianalisi dei dati storici forniti, ad es., degli anemometri di un aeroporto, di una stazione meteo, di altri impianti eolici, etc.; • la classificazione CEI identifica 4 grandi classi di turbine corrispondenti ad altrettante condizioni di ventosità di un sito, con il numero romano identificativo della classe (I, II, III, IV) che cresce al diminuire della velocità di riferimento del ve
nti eolici, etc.; • la classificazione CEI identifica 4 grandi classi di
turbine corrispondenti ad altrettante condizioni di ventosità di un sito, con ilPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ttori diviene uno strumento utile per spiegare le differenze di portafoglio di cui si sono visti degli esempi nella Tabella 1.4. Tabella 1.4 Parametri della velocità del vento per le classi di turbine eoliche. Fonte: IEC (1999) Parametri Classe I Classe II Classe III Classe IV Velocità di riferimento del vento Vrif (m/s) Velocità media annua del vento Vmed (m/s) Velocità media (calcolata su
lla 1.4. Tabella 1.4 Parametri della velocità del vento per le classi di
turbine eoliche. Fonte: IEC (1999) Parametri Classe I Classe II Classe III ClassPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
el nostro Paese riguarda il fatto che sembra rimasto “indifferente” al trend di incremento delle dimensioni e delle potenze dei singoli aerogeneratori. Se si analizzano (si veda Figura 1.7) le turbine installate da Vestas – cui corrisponde il 40% dell’installato totale italiano al 2011 e oltre il 20% dell’installato totale a livello mondiale alla medesima data – appare con evidenza come il
nze dei singoli aerogeneratori. Se si analizzano (si veda Figura 1.7) le
turbine installate da Vestas – cui corrisponde il 40% dell’installato totale itaPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
vo” dal 2001 al 2006, è che nel periodo 2007-2011 il tasso di crescita annuo ponderato è stato del 41%. Nel corso dell’ultimo anno sono stati installati nei mari dell’Europa 9 impianti per 235 turbine con una potenza complessiva pari a 866 MW, con un leggero calo (-2%) rispetto a quanto fatto registrare nel 2010; un segnale che – se letto alla luce della crisi economica che ha colpito l’Eur
ltimo anno sono stati installati nei mari dell’Europa 9 impianti per 235
turbine con una potenza complessiva pari a 866 MW, con un leggero calo (-2%) risPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
arini in costruzione sono riconducibili alla Germania. Il Gruppo tedesco BARD è stato fondato nel 2003 a Emden con l’obiettivo di sviluppare, produrre, installare e gestire il funzionamento di turbine eoliche offshore in alto mare, fornendo quindi un servizio “chiavi in mano”. L’impresa ha attualmente attivi due progetti che riguardano l’eolico offshore: il “BARD 1” e il “Veja Mate”. L’area
ettivo di sviluppare, produrre, installare e gestire il funzionamento di
turbine eoliche offshore in alto mare, fornendo quindi un servizio “chiavi in maPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
artenenti al land tedesco della Bassa Sassonia. La profondità dell’acqua nel luogo previsto dell’installazione è di circa 40 m. Nel Marzo 2010 sono iniziate le installazioni di un totale di 80 turbine eoliche del tipo “BARD 5.0” e le prime turbine sono state collegate alla rete nel Novembre dello stesso anno. Entro il 2013, la centrale eolica offshore sarà terminata. Il secondo progetto «Ve
a 40 m. Nel Marzo 2010 sono iniziate le installazioni di un totale di 80
turbine eoliche del tipo “BARD 5.0” e le prime turbine sono state collegate allaPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
La profondità dell’acqua nel luogo previsto dell’installazione è di circa 40 m. Nel Marzo 2010 sono iniziate le installazioni di un totale di 80 turbine eoliche del tipo “BARD 5.0” e le prime turbine sono state collegate alla rete nel Novembre dello stesso anno. Entro il 2013, la centrale eolica offshore sarà terminata. Il secondo progetto «Veja Mate», i cui lavori inizieranno dopo aver te
azioni di un totale di 80 turbine eoliche del tipo “BARD 5.0” e le prime
turbine sono state collegate alla rete nel Novembre dello stesso anno. Entro il Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
centrale eolica offshore sarà terminata. Il secondo progetto «Veja Mate», i cui lavori inizieranno dopo aver terminato «BARD 1» è tuttavia già stato autorizzato e prevede l’installazione di 80 turbine eoliche per una potenza complessiva di 400 MW localizzate accanto all’altro parco eolico del gruppo nei pressi dell’isola di Borkum. La centralità del ruolo tedesco è ancor più evidente se si
BARD 1» è tuttavia già stato autorizzato e prevede l’installazione di 80
turbine eoliche per una potenza complessiva di 400 MW localizzate accanto all’alPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
i, se si considera che i rifacimenti di impianti esistenti non comportano l’occupazione di nuovo spazio e migliorano l’efficienza di parchi eolici esistenti, in cui sono normalmente installate turbine di piccole dimensioni, e quindi dovrebbero essere senza alcun dubbio incentivati e promossi. Punti di forza e di debolezza dello Schema di Decreto In generale lo Schema di Decreto, rifacendosi
fficienza di parchi eolici esistenti, in cui sono normalmente installate
turbine di piccole dimensioni, e quindi dovrebbero essere senza alcun dubbio incPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
tempo della potenza cumulata nei principali paesi europei. Per quanto riguarda la situazione nel principale mercato dell’eolico in Europa, ossia la Germania, nel 2011 sono state installate 895 turbine , per 1.845 MW di nuova potenza, in netta crescita rispetto al dato di 1.551 MW del 2010. Bisogna considerare che in Germania il comparto dell’energia eolica è arrivato a pesare per circa l’8%
’eolico in Europa, ossia la Germania, nel 2011 sono state installate 895
turbine, per 1.845 MW di nuova potenza, in netta crescita rispetto al dato di 1.Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
azioni di impianti a energia rinnovabili, eolica compresa. Il Regno Unito è invece il Paese più attivo nel mercato dell’offshore, sia a livello europeo che internazionale, con un totale di 487 turbine installate a fine 2011 ed una potenza totale di 1.524 MW. Considerando inoltre gli impianti già in costruzione, la potenza potrebbe salire ben oltre i 2.093 MW nel corso del 2012. A questi si
offshore, sia a livello europeo che internazionale, con un totale di 487
turbine installate a fine 2011 ed una potenza totale di 1.524 MW. Considerando iPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
nelle principali Regioni italiane. Tabella 3.2 Principali impianti eolici entrati in esercizio in Italia nei primi mesi del 2012 Località Operatore Data connessione Produttore turbina Potenza turbine (kW) Diametro del rotore (m) Altezza torre (m) Potenza totale parco eolico (MW) Come si nota, ad oggi la quasi totalità delle centrali eoliche sono localizzate nel Sud e nelle isole, per effet
del 2012 Località Operatore Data connessione Produttore turbina Potenza
turbine (kW) Diametro del rotore (m) Altezza torre (m) Potenza totale parco eoliPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
stallata da Vestas in Italia e nel Mondo con diversi modelli di aerogeneratori. Fonte: elaborazione su dati Vestas Si nota, come si accennava in precedenza, che la quota di potenza coperta con turbine di dimensione ridotta è decisamente superiore in Italia rispetto al resto del mondo. Basti pensare che nel 2011 quasi il 40% delle installazioni in Italia di Vestas sono state ancora realizzat
ta, come si accennava in precedenza, che la quota di potenza coperta con
turbine di dimensione ridotta è decisamente superiore in Italia rispetto al restPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
aggiore efficienza di macchine che hanno raggiunto più elevati diametri e altezze del mozzo. Immaginando ad esempio di sostituire gli aerogeneratori con potenza inferiore a 1 MW (ad esempio le turbine Vestas V52 o le Enercon E-53 o le Gamesa G52) installate in Italia nei primi anni di sviluppo del mercato eolico, con più recenti e moderni aerogeneratori di potenza pari a 2 MW (ad esempio tu
ostituire gli aerogeneratori con potenza inferiore a 1 MW (ad esempio le
turbine Vestas V52 o le Enercon E-53 o le Gamesa G52) installate in Italia nei pPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ne Vestas V52 o le Enercon E-53 o le Gamesa G52) installate in Italia nei primi anni di sviluppo del mercato eolico, con più recenti e moderni aerogeneratori di potenza pari a 2 MW (ad esempio turbine Vestas V90 o le Enercon E-82 o le Gamesa G90), avremmo un potenziale di repowering stimabile come indicato nella Tabella 3.4. Si nota come l’aumento possibile della potenza che si otterrebbe s
più recenti e moderni aerogeneratori di potenza pari a 2 MW (ad esempio
turbine Vestas V90 o le Enercon E-82 o le Gamesa G90), avremmo un potenziale di Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
Gamesa G90), avremmo un potenziale di repowering stimabile come indicato nella Tabella 3.4. Si nota come l’aumento possibile della potenza che si otterrebbe sostituendo gli impianti dotati di turbine con potenza inferiore a 1 MW installati fino al 2001 in Italia è pari a 1,6 GW. Se si amplia l’orizzonte di analisi considerando gli impianti realizzati fino al 2005, il potenziale raggiungibi
ibile della potenza che si otterrebbe sostituendo gli impianti dotati di
turbine con potenza inferiore a 1 MW installati fino al 2001 in Italia è pari a Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
rsi questi oneri burocratici, il che lascerà ampiamente inespresso il potenziale di repowering di cui si è appena discusso. Tabella 3.4 Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW N° Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kW] 428 582 784 71 664 1.726 Potenza Installata da sostituire [MW] 330 2.282 4.404 Nuova potenza installata da repowering
so. Tabella 3.4 Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di
turbine da 850 kW con turbine da 2 MW N° Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ratici, il che lascerà ampiamente inespresso il potenziale di repowering di cui si è appena discusso. Tabella 3.4 Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW N° Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kW] 428 582 784 71 664 1.726 Potenza Installata da sostituire [MW] 330 2.282 4.404 Nuova potenza installata da repowering [MW] 259 1.618 2.678
iale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con
turbine da 2 MW N° Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kW] 428 582 784 71 664 Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
erà ampiamente inespresso il potenziale di repowering di cui si è appena discusso. Tabella 3.4 Potenziale di repowering derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW N° Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kW] 428 582 784 71 664 1.726 Potenza Installata da sostituire [MW] 330 2.282 4.404 Nuova potenza installata da repowering [MW] 259 1.618 2.678 Incremento netto di
derivante dalla sostituzione di turbine da 850 kW con turbine da 2 MW N°
Turbine 165 1.141 2.202 Taglia media [kW] 428 582 784 71 664 1.726 Potenza InstaPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
di progettazione degli aerogeneratori, adotta come discrimine e misura della complessità della progettazione l’area spazzata dalle pale eoliche. Secondo questa distinzione si considerano micro- turbine quelle con area inferiore ai 2 m2 , corrispondenti a potenze inferiori a 1 kW, e un diametro equivalente (per le macchine ad asse orizzontale) pari a circa 1,6 metri; mentre sono mini turbine
zata dalle pale eoliche. Secondo questa distinzione si considerano micro-
turbine quelle con area inferiore ai 2 m2 , corrispondenti a potenze inferiori aPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
-turbine quelle con area inferiore ai 2 m2 , corrispondenti a potenze inferiori a 1 kW, e un diametro equivalente (per le macchine ad asse orizzontale) pari a circa 1,6 metri; mentre sono mini turbine quelle con area spazzata non superiore a 200 m2 , pari all’incirca a 50 kW di potenza e 16 metri di diametro. Al di sopra di questa dimensione, i requisiti di progettazione non sono diversi da
e macchine ad asse orizzontale) pari a circa 1,6 metri; mentre sono mini
turbine quelle con area spazzata non superiore a 200 m2 , pari all’incirca a 50 Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
re di intercettare il vento e di ridurre (si veda in proposito il Paragrafo 1.1) le turbolenze nel flusso d’aria che viene convertito in energia elettrica. 4 Recentemente sono state sviluppate turbine ad asse verticale con potenza inferiore a 1 kW che si adattano anche ad un utilizzo in ambito urbano e residenziale. Queste installazioni possono avvenire sia su terreno libero da ostacoli che
ne convertito in energia elettrica. 4 Recentemente sono state sviluppate
turbine ad asse verticale con potenza inferiore a 1 kW che si adattano anche ad Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ne di aerogeneratori ad hoc. Soprattutto nel nord Europa e per merito dell’attività di alcuni centri di ricerca universitari quali quelli di Delft, Kassel, Birmingham, sono in fase di sviluppo turbine dedicate per questa applicazione, in grado di sfruttare venti ad elevata turbolenza e notevole frequenza di raffiche e sufficientemente silenziose da non alterare il rumore di fondo delle aree
tari quali quelli di Delft, Kassel, Birmingham, sono in fase di sviluppo
turbine dedicate per questa applicazione, in grado di sfruttare venti ad elevataPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ione del sito, supporto alla redazione di capitolati di gara, valutazione e qualifica dei fornitori, studi di impatto ambientale. • Produzione della componentistica: collaudo delle pale delle turbine eoliche, expediting, Ispezioni AQ/CQ. • Trasporto e installazione: pre-shipment inspection, supervisione al carico/scarico, supporto alla DL (Direzione Lavori), ispezioni tecniche di cantiere,
bientale. • Produzione della componentistica: collaudo delle pale delle
turbine eoliche, expediting, Ispezioni AQ/CQ. • Trasporto e installazione: pre-sPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
iluppo di progetti all’avanguardia capaci di garantire ai clienti un investimento sicuro, contraddistinto dall’efficienza e dall’affidabilità dell’impianto lungo l’intero ciclo di vita. Le sue turbine eoliche, con diverse lunghezze di rotore, sono studiate per garantire performance eccellenti, durata nel tempo e prestazioni ottimali in diverse condizioni di vento. La progettazione delle tur
a e dall’affidabilità dell’impianto lungo l’intero ciclo di vita. Le sue
turbine eoliche, con diverse lunghezze di rotore, sono studiate per garantire pePolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
ine eoliche, con diverse lunghezze di rotore, sono studiate per garantire performance eccellenti, durata nel tempo e prestazioni ottimali in diverse condizioni di vento. La progettazione delle turbine consente, inoltre, di soddisfare i requisiti delle reti elettriche dei principali Paesi. Leader nel settore offshore, Siemens sta conseguendo importanti successi anche nel settore onshore, gra
stazioni ottimali in diverse condizioni di vento. La progettazione delle
turbine consente, inoltre, di soddisfare i requisiti delle reti elettriche dei pPolitecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
sfare i requisiti delle reti elettriche dei principali Paesi. Leader nel settore offshore, Siemens sta conseguendo importanti successi anche nel settore onshore, grazie alla sua ampia gamma di turbine eoliche da 2,3 a 6 MW e ampio range di rotori, oltre alla realizzazione di infrastrutture elettriche per i parchi eolici: ambito, quest’ultimo, in cui l’Azienda detiene importanti quote di mer
tanti successi anche nel settore onshore, grazie alla sua ampia gamma di
turbine eoliche da 2,3 a 6 MW e ampio range di rotori, oltre alla realizzazione Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Gestionale
lino a vento” per produrre elettricità (Charles Brush, Ohio, 1890). La produzione di energia elettrica da energia eolica si è poi sviluppata tra il 1920 e il 1930, in seguito all'evoluzione di turbine per la trasformazione dell'energia idraulica. Infine, la crisi petrolifera del 1973 ha fatto rinascere l'interesse per le fonti energetiche rinnovabili, tra cui quella eolica, che in certi cas
si è poi sviluppata tra il 1920 e il 1930, in seguito all'evoluzione di
turbine per la trasformazione dell'energia idraulica. Infine, la crisi petrolifeEni S.p.A.
d farm onshore Più aerogeneratori collegati insieme formano le wind farm, le “fattorie del vento”, che sono delle vere e proprie centrali elettriche. Una wind farm è costituita da un gruppo di turbine eoliche situate nello stesso luogo, interconnesse tra loro da una rete di collegamento a medio voltaggio, che raccoglie l’energia prodotta da ciascuna turbina e la convoglia ad una stazione di
proprie centrali elettriche. Una wind farm è costituita da un gruppo di
turbine eoliche situate nello stesso luogo, interconnesse tra loro da una rete dEni S.p.A.
medio voltaggio in corrente ad alta tensione e la immette nel sistema di trasmissione e distribuzione. Una grande wind farm può consistere di dozzine di generatori eolici, fino a più di cento turbine singole, e copre un’area di diversi km2 : poichè, però, l’area occupata dai singoli generatori eolici è molto piccola, tutte le zone tra una turbina e l’altra possono essere destinate ad altro
farm può consistere di dozzine di generatori eolici, fino a più di cento
turbine singole, e copre un’area di diversi km2 : poichè, però, l’area occupata Eni S.p.A.
talia al quarto posto, seguita poi da Gran Bretagna, Portogallo Francia e Irlanda. La più grande wind farm onshore (cioè, situata su terraferma) del mondo è quella di Roscoe, in Texas, con 627 turbine e una capacità di 781 MW. La più grande in Europa è in funzione a Glasgow (Scozia), con 140 turbine, che forniscono energia a 180.000 abitazioni, con una potenza installata di 322 MW. Le wind
, situata su terraferma) del mondo è quella di Roscoe, in Texas, con 627
turbine e una capacità di 781 MW. La più grande in Europa è in funzione a GlasgoEni S.p.A.
d farm onshore (cioè, situata su terraferma) del mondo è quella di Roscoe, in Texas, con 627 turbine e una capacità di 781 MW. La più grande in Europa è in funzione a Glasgow (Scozia), con 140 turbine , che forniscono energia a 180.000 abitazioni, con una potenza installata di 322 MW. Le wind farm offshore Le wind farm più recenti tendono ad essere situate offshore, cioè in mare, lontano dal
81 MW. La più grande in Europa è in funzione a Glasgow (Scozia), con 140
turbine, che forniscono energia a 180.000 abitazioni, con una potenza installataEni S.p.A.
ro di wind farm offshore, seguiti da Olanda e Svezia. Attualmente la maggiore wind farm offshore si trova di fronte alle coste del Kent in Gran Bretagna (Thanet Wind Farm): è costituita da 100 turbine per una potenza installata di 300 MW. Vi sono grandi progetti per l’eolico offshore: il Regno Unito ha pianificato di illuminare ogni abitazione del Paese con energia prodotta da wind farm off
coste del Kent in Gran Bretagna (Thanet Wind Farm): è costituita da 100
turbine per una potenza installata di 300 MW. Vi sono grandi progetti per l’eoliEni S.p.A.
y, verrà costruita nell’estuario del Tamigi, con una potenza installata di 630 MW (che diventeranno poi 1 GW), e fornirà energia a 750.000 abitazioni, circa ¼ delle case di Londra, tramite 341 turbine situate a 12 miglia dalla costa. La mappa eolica Per produrre energia elettrica in quantità sufficiente è necessario che il luogo dove si installa l’aerogeneratore sia molto ventoso. La valuta
energia a 750.000 abitazioni, circa ¼ delle case di Londra, tramite 341
turbine situate a 12 miglia dalla costa. La mappa eolica Per produrre energia elEni S.p.A.
co). Per taglie superiori si entra nel campo dell’eolico di grande taglia. Le tecnologie attuali prevedono due macrotipologie di aerogeneratori, ad asse orizzontale (HAWT: Horizontal Axis Wind Turbine ), sono le turbine convenzionali con asse parallelo alla direzione del vento e ad asse verticale (VAWT: Vertical Axis Wind Turbine) caratterizzate da asse perpendicolare alla direzione del vent
logie di aerogeneratori, ad asse orizzontale (HAWT: Horizontal Axis Wind
Turbine), sono le turbine convenzionali con asse parallelo alla direzione del veEni S.p.A.
periori si entra nel campo dell’eolico di grande taglia. Le tecnologie attuali prevedono due macrotipologie di aerogeneratori, ad asse orizzontale (HAWT: Horizontal Axis Wind Turbine), sono le turbine convenzionali con asse parallelo alla direzione del vento e ad asse verticale (VAWT: Vertical Axis Wind Turbine) caratterizzate da asse perpendicolare alla direzione del vento. Esistono divers
atori, ad asse orizzontale (HAWT: Horizontal Axis Wind Turbine), sono le
turbine convenzionali con asse parallelo alla direzione del vento e ad asse vertEni S.p.A.
erogeneratori, ad asse orizzontale (HAWT: Horizontal Axis Wind Turbine), sono le turbine convenzionali con asse parallelo alla direzione del vento e ad asse verticale (VAWT: Vertical Axis Wind Turbine ) caratterizzate da asse perpendicolare alla direzione del vento. Esistono diverse tipologie di turbine, in funzione del numero delle pale da cui sono composte (monopala, bipala, tripala, multi
o alla direzione del vento e ad asse verticale (VAWT: Vertical Axis Wind
Turbine) caratterizzate da asse perpendicolare alla direzione del vento. EsistonEni S.p.A.
con asse parallelo alla direzione del vento e ad asse verticale (VAWT: Vertical Axis Wind Turbine) caratterizzate da asse perpendicolare alla direzione del vento. Esistono diverse tipologie di turbine , in funzione del numero delle pale da cui sono composte (monopala, bipala, tripala, multipala). Ad oggi la tecnologia maggiormente utilizzata è quella a tre pale ad asse orizzontale, anche se
e perpendicolare alla direzione del vento. Esistono diverse tipologie di
turbine, in funzione del numero delle pale da cui sono composte (monopala, bipalEni S.p.A.
da cui sono composte (monopala, bipala, tripala, multipala). Ad oggi la tecnologia maggiormente utilizzata è quella a tre pale ad asse orizzontale, anche se non è raro trovare installazioni di turbine a due pale e ad asse verticale. Numerosi sono i vantaggi per chi installa una turbina mini eolica. Le principali applicazioni del minieolico riguardano: • Sistemi connessi alla rete (grid - co
e pale ad asse orizzontale, anche se non è raro trovare installazioni di
turbine a due pale e ad asse verticale. Numerosi sono i vantaggi per chi installEni S.p.A.
posto (bidirezionali), permettono di effettuare un bilancio tra l’energia ceduta e quella prelevata; • Sistemi off - grid, alimentazione di utenze isolate; • per abitazioni o piccole aziende ( turbine singole, stand-alone, o accoppiate ad impianti di cogenerazione o fotovoltaici, sistemi ibridi); • a servizio di sistemi di telecomunicazione (ripetitori di segnale, antenne); • sistemi di mon
id, alimentazione di utenze isolate; • per abitazioni o piccole aziende (
turbine singole, stand-alone, o accoppiate ad impianti di cogenerazione o fotovoEni S.p.A.
ccupa la European Wind Energy Association (EWEA), un’associazione non-profit e non governativa nata nel 1982, che conta più di 700 membri, tra i quali le più importanti aziende costruttrici di turbine eoliche e i più autorevoli centri di ricerca: è la più grande associazione del mondo nel settore delle energie rinnovabili. Nel 2012 la potenza eolica installata in Europa è aumentata di 12.74
più di 700 membri, tra i quali le più importanti aziende costruttrici di
turbine eoliche e i più autorevoli centri di ricerca: è la più grande associazioEni S.p.A.
rlo in esercizio. L’energia eolica presenta anche alcuni svantaggi. In primo luogo si tratta di una fonte intermittente su base stagionale e giornaliera. Per questo motivo installare 100 MW di turbine eoliche non significa avere a disposizione 100 MW di potenza in continuo, ma una potenza inferiore. La capacità annuale effettiva risulta essere pari al 45% di quella nominale nelle zone più v
su base stagionale e giornaliera. Per questo motivo installare 100 MW di
turbine eoliche non significa avere a disposizione 100 MW di potenza in continuoEni S.p.A.
etti-pilota che concorrano alla definizione e diffusione di uno standard applicabile su base locale. 2. Un po' di teoria: come sfruttare la risorsa vento 2.1 La fisica di un impianto eolico Le turbine eoliche – denominate aerogeneratori – utilizzano l’energia cinetica posseduta da un flusso d’aria di densità ρ che attraversa il rotore (costituito da pale e mozzo) dell’aerogeneratore riducen
: come sfruttare la risorsa vento 2.1 La fisica di un impianto eolico Le
turbine eoliche – denominate aerogeneratori – utilizzano l’energia cinetica possAssociazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
grafo 2.1, dove si può assumere, a causa di inevitabili fattori di scala, un rendimento globale compreso tra 0,3 e 0,6 e cioè inferiore a quelli di dimensione industriale. Configurazione delle turbine La stragrande maggioranza dei microgeneratori è ad asse orizzontale con il rotore sopravento rispetto alla torre (il vento incontra prima le pale e successivamente il sostegno) ed a conicità n
cioè inferiore a quelli di dimensione industriale. Configurazione delle
turbine La stragrande maggioranza dei microgeneratori è ad asse orizzontale con Associazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
ontra prima le pale e successivamente il sostegno) ed a conicità nulla (il piano di rotazione delle pale forma una linea parallela ideale con l’orizzontale). Esistono diverse configurazioni di turbine eoliche: monopala, bipala, tripala, multipala. All’aumentare del numero di pale diminuisce la velocità di rotazione, aumenta il rendimento e cresce il prezzo. Escludendo il monopala e il multi
parallela ideale con l’orizzontale). Esistono diverse configurazioni di
turbine eoliche: monopala, bipala, tripala, multipala. All’aumentare del numero Associazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
one è molto elevato. Invece, la coppia di spunto molto bassa non permette a questa tipologia di macchine di avviarsi spontaneamente. Materiale di composizione delle pale La maggior parte delle turbine minieoliche utilizza pale realizzate in materiale composito: poliestere di vetro rinforzato, con minor frequenza fibre di carbonio, e raramente legno. È stato abbandonato l’utilizzo di allumin
ntaneamente. Materiale di composizione delle pale La maggior parte delle
turbine minieoliche utilizza pale realizzate in materiale composito: poliestere Associazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
equenza fibre di carbonio, e raramente legno. È stato abbandonato l’utilizzo di alluminio a causa della sua propensione alla deformazione sotto sforzo. Orientamento Le dimensioni ridotte delle turbine minieoliche non consentono l’alloggio di motori di imbardata o altre componenti metalliche di cui sono dotate le turbine di taglia media: quasi tutte le miniturbine montano timoni direzionali
alla deformazione sotto sforzo. Orientamento Le dimensioni ridotte delle
turbine minieoliche non consentono l’alloggio di motori di imbardata o altre comAssociazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
lla deformazione sotto sforzo. Orientamento Le dimensioni ridotte delle turbine minieoliche non consentono l’alloggio di motori di imbardata o altre componenti metalliche di cui sono dotate le turbine di taglia media: quasi tutte le miniturbine montano timoni direzionali per orientare il rotore in direzione del vento. Robustezza Per avere un buon rendimento le turbine devono essere posizion
motori di imbardata o altre componenti metalliche di cui sono dotate le
turbine di taglia media: quasi tutte le miniturbine montano timoni direzionali pAssociazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
di cui sono dotate le turbine di taglia media: quasi tutte le miniturbine montano timoni direzionali per orientare il rotore in direzione del vento. Robustezza Per avere un buon rendimento le turbine devono essere posizionate in luoghi sottoposti a venti consistenti: per le macchine minieoliche, date le loro ridotte dimensioni, diventano fondamentali le caratteristiche di robustezza. L’esp
otore in direzione del vento. Robustezza Per avere un buon rendimento le
turbine devono essere posizionate in luoghi sottoposti a venti consistenti: per Associazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
quindi un buon indicatore di scelta tra macchine alternative. Normalmente ad una massa specifica più alta corrisponde un prezzo più elevato. Controllo della potenza In regime di vento forte le turbine devono essere dotate di un sistema di posizionamento passivo del rotore che ne disallinei l’asse rispetto a quello di rotazione della pala. La maggior parte delle micro e miniturbine si ripieg
prezzo più elevato. Controllo della potenza In regime di vento forte le
turbine devono essere dotate di un sistema di posizionamento passivo del rotore Associazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
ale. La velocità del vento a cui avviene il disallineamento e la maniera in cui si verifica dipendono dalla cerniera posta tra timone direzionale e navicella. Generatori La maggior parte delle turbine eoliche impiega alternatori a magneti permanenti: si tratta della configurazione più semplice e robusta. Per le turbine ad uso domestico si trovano le seguenti configurazione di alternatore: m
ta tra timone direzionale e navicella. Generatori La maggior parte delle
turbine eoliche impiega alternatori a magneti permanenti: si tratta della configAssociazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
ta tra timone direzionale e navicella. Generatori La maggior parte delle turbine eoliche impiega alternatori a magneti permanenti: si tratta della configurazione più semplice e robusta. Per le turbine ad uso domestico si trovano le seguenti configurazione di alternatore: magneti permanenti, alternatore convenzionale a campo avvolto, generatore ad induzione. Modalità di posa e scelta localiz
ermanenti: si tratta della configurazione più semplice e robusta. Per le
turbine ad uso domestico si trovano le seguenti configurazione di alternatore: mAssociazione Produttori Energia da fonti Rinnovabili (APER)
tiche e da condizioni morfologiche e climatiche............................................................................................................................ 8 2.1 Distanza delle turbine dal perimetro dell’area urbana............................................... 8 2.2 Distanza della turbina dal confine di proprietà di una tanca...................................... 8 2.3 Dis
................................................... 8 2.1 Distanza delle
turbine dal perimetro dell’area urbana..........................................Regione Autonoma della Sardegna
................................... 21 4.3.1 Linee elettriche................................................................................................ 21 4.3.2 Distanza reciproca fra le turbine e condizioni di rischio idrogeologico..............22 4.3.3 Distanze di rispetto dagli insediamenti rurali.................................................... 22 4.3.4 Colore delle Macchine ..
..................................... 21 4.3.2 Distanza reciproca fra le
turbine e condizioni di rischio idrogeologico..............22 4.3.3 Distanze di Regione Autonoma della Sardegna
così come di seguito specificate, nonché altre indicazioni morfologiche e climatiche importanti per contenere gli impatti derivanti dalla realizzazione di fattorie eoliche. 2.1 Distanza delle turbine dal perimetro dell’area urbana Ogni turbina dello schieramento costituente l’impianto eolico deve distare almeno 1000 metri dall’”edificato urbano”, così come definito dall’art.63 delle NTA de
ti derivanti dalla realizzazione di fattorie eoliche. 2.1 Distanza delle
turbine dal perimetro dell’area urbana Ogni turbina dello schieramento costituenRegione Autonoma della Sardegna
omandabile realizzare l’elettrodotto di connessione dell’impianto eolico in modo da non contrastare le prevedibili attività di risanamento delle reti esistenti. 4.3.2 Distanza reciproca fra le turbine e condizioni di rischio idrogeologico Al fine di garantire la massima efficienza del parco eolico nel suo complesso, evitando l’insorgenza di mutue turbolenze fra gli aerogeneratori, si dovreb
ità di risanamento delle reti esistenti. 4.3.2 Distanza reciproca fra le
turbine e condizioni di rischio idrogeologico Al fine di garantire la massima efRegione Autonoma della Sardegna
sso, evitando l’insorgenza di mutue turbolenze fra gli aerogeneratori, si dovrebbe tener conto di una distanza minima fra gli stessi, pari a: • circa 5 volte il diametro del rotore nel caso di turbine posizionate lungo la direzione del vento predominante (direzione stimata e/o misurata come la più frequente); • circa 3 volte il diametro del rotore nel caso di turbine posizionate lungo la di
a gli stessi, pari a: • circa 5 volte il diametro del rotore nel caso di
turbine posizionate lungo la direzione del vento predominante (direzione stimataRegione Autonoma della Sardegna
del rotore nel caso di turbine posizionate lungo la direzione del vento predominante (direzione stimata e/o misurata come la più frequente); • circa 3 volte il diametro del rotore nel caso di turbine posizionate lungo la direzione perpendicolare a quella del vento predominante; • da 3 a 5 volte il diametro del rotore nel caso di tutte le altre direzioni. Inoltre dovrebbero essere escluse t
me la più frequente); • circa 3 volte il diametro del rotore nel caso di
turbine posizionate lungo la direzione perpendicolare a quella del vento predomiRegione Autonoma della Sardegna
uò risultare maggiormente percepibile a causa della distanza ridotta fra la turbina e l’utenza. Per quanto riguarda la proiezione delle ombre, è alta la probabilità che quelle proiettate dalle turbine in movimento possano risultare avvertibili nel caso in cui ricadano all’interno di ambienti residenziali o di lavoro. 5.3 Linee guida di inserimento del micro e minieolico nel territorio Di se
roiezione delle ombre, è alta la probabilità che quelle proiettate dalle
turbine in movimento possano risultare avvertibili nel caso in cui ricadano all’Regione Autonoma della Sardegna
delle Repubblica 16 dicembre 1992, n. 495, - “Regolamento di esecuzione e di attuazione del nuovo codice della strada” e s.m.i.; 7. Qualora poste in prossimità di aeroporti o aviosuperfici, le turbine dovranno essere posizionate all’esterno delle aree di protezione al volo in relazione alla loro altezza ed opportunamente segnalate, anche mediante segnalatori luminosi; 5.4 Procedura autorizz
s.m.i.; 7. Qualora poste in prossimità di aeroporti o aviosuperfici, le
turbine dovranno essere posizionate all’esterno delle aree di protezione al voloRegione Autonoma della Sardegna
turbina GreenStorm GS 21 S è dotata di un rotore da 22,2 m di diametro ed ha una potenza nominale di 60 kW. Il rotore è un tri-pala ad asse orizzontale sopra vento a controllo attivo. Tutte le turbine GreenStorm sono state progettate e costruite in accordo con la normativa IEC-61400/1 per classe di vento 1A, questo, per tutti i componenti prodotti da GreenStorm direttamente o in cooperazion
un tri-pala ad asse orizzontale sopra vento a controllo attivo. Tutte le
turbine GreenStorm sono state progettate e costruite in accordo con la normativaGreenstorm S.r.l.
Volt; Frequenza: CONNESSIONE A 50 Hz; Velocità di rotazione: 47,5 rpm; Peso generatore: 2,7 Ton.; Poli: 48. Sistema di frenatura e impianto idraulico Il sistema di frenatura primario per le turbine GreenStorm è aerodinamico, la rotazione delle pale permette una frenatura rapida, graduale e senza sollecitazioni per la macchina. È previsto anche un sistema di frenatura di emergenza compost
frenatura e impianto idraulico Il sistema di frenatura primario per le
turbine GreenStorm è aerodinamico, la rotazione delle pale permette una frenaturGreenstorm S.r.l.
re di isolamento, che isola il generatore GreenStorm dalla rete stessa. Il sistema di immissione in rete è in grado di immettere energia secondo la normativa CEI 0-21. Torre e fondazione Le turbine GreenStorm sono erette su una torre da 30 metri (a richiesta da 36 mt), divisa in 3 tronconi. All’interno prende posto la scala per la salita fino alla navicella. Le fondazioni delle torri son
mmettere energia secondo la normativa CEI 0-21. Torre e fondazione Le
turbine GreenStorm sono erette su una torre da 30 metri (a richiesta da 36 mt), Greenstorm S.r.l.
ema di controllo. Validità GreenStorm srl si riserva il diritto di modificare le caratteristiche della macchina senza obbligo di comunicazione alcuna. Norme di riferimento • EC 61400 “Wind Turbine Generator Systems” • NVN 11400 “Wind Turbines” • IEC WT01 “Conformity Testing and Certification of Wind Turbines” • GL “Guideline for the Certification of Wind Turbines” • DS 471 “Loads and Sa
obbligo di comunicazione alcuna. Norme di riferimento • EC 61400 “Wind
Turbine Generator Systems” • NVN 11400 “Wind Turbines” • IEC WT01 “Conformity TeGreenstorm S.r.l.
stems” • NVN 11400 “Wind Turbines” • IEC WT01 “Conformity Testing and Certification of Wind Turbines” • GL “Guideline for the Certification of Wind Turbines” • DS 471 “Loads and Safety of Wind Turbine Constructions” • DIBT- Rules Wind Turbines ”AGMA“ Gearboxes for WTG-systems • CEI 021 Inverter Prestazioni CURVA DI POTENZA 60kW S /21 POTENZA ELETTRICA kW Vento m/ S Produttività Curva di
r the Certification of Wind Turbines” • DS 471 “Loads and Safety of Wind
Turbine Constructions” • DIBT- Rules Wind Turbines ”AGMA“ Gearboxes for WTG-systGreenstorm S.r.l.
in particolare, i diversi progetti di ricerca e sviluppo della TRE puntano a sviluppare le tecnologie necessarie a creare un sistema in grado di produrre (tramite celle solari fotovoltaiche e turbine eoliche), immagazzinare e impiegare energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile per usi stazionari. La Tozzi Renevable Energy S.p.a è una società leader nel campo della realizzazione di im
re un sistema in grado di produrre (tramite celle solari fotovoltaiche e
turbine eoliche), immagazzinare e impiegare energia elettrica prodotta da fonte Tozzi Renewable Energy S.p.A.
l’intervento da realizzare. La principale rete viaria di accesso al parco non richiede grandi interventi di miglioramento plano-altimetrici funzionali al passaggio dei mezzi di trasporto delle turbine . Il progetto prevede inoltre la realizzazione di 20 brevi tracciati che permetteranno di accedere ai 20 aerogeneratori, in parte ex novo, ed in parte adeguando tracciati interpoderali esistent
o plano-altimetrici funzionali al passaggio dei mezzi di trasporto delle
turbine. Il progetto prevede inoltre la realizzazione di 20 brevi tracciati che Tozzi Renewable Energy S.p.A.
orio; • maggiore tutela degli edifici nei confronti delle emissioni sonore (peraltro intrinsecamente limitate da accorgimenti costruttivi adeguati). A.1.C.1 DESCRIZIONE DEGLI AEROGENERATORI Le turbine eoliche saranno orientativamente del tipo ENERCON E101 con 3 MW di potenza unitaria, pari a 60 MW di potenza globale, aventi rotore tripala e sistema di orientamento attivo. Siffatto aerogener
menti costruttivi adeguati). A.1.C.1 DESCRIZIONE DEGLI AEROGENERATORI Le
turbine eoliche saranno orientativamente del tipo ENERCON E101 con 3 MW di potenTozzi Renewable Energy S.p.A.
incremento significativo della potenza di suono emesso dall’aerogeneratore. La descrizione delle fasi di montaggio dell’aerogeneratore Ultimate le fondazioni, il lavoro di installazione delle turbine in cantiere consiste essenzialmente nelle seguenti fasi: 1. trasporto e scarico materiali; 2. controllo delle torri e del loro posizionamento; 3. montaggio torre; 4. sollevamento della navicel
’aerogeneratore Ultimate le fondazioni, il lavoro di installazione delle
turbine in cantiere consiste essenzialmente nelle seguenti fasi: 1. trasporto e Tozzi Renewable Energy S.p.A.
o. Le piazzole, al termine della fase di montaggio degli aerogeneratori, verranno ridotte ad un’area di 225 mq (15 m X 15 m) necessaria alle periodiche visite di controllo e manutenzione delle turbine , mentre la restante area verrà rinaturalizzata con la piantumazione di essenze erbacee ed arbustive. Le piazzole saranno realizzate utilizzando materiali selezionati dagli scavi che saranno ad
5 m) necessaria alle periodiche visite di controllo e manutenzione delle
turbine, mentre la restante area verrà rinaturalizzata con la piantumazione di eTozzi Renewable Energy S.p.A.
............ 25 Figura 8 – Aerogeneratore REpower 3.2M123..................................................................... 28 Figura 9 – Vantaggi conseguenti all’elevazione dal suolo delle turbine (Fonte NORDEX).... 29 Figura 10 – Schema geometrico del fenomeno di distacco della pala di un aerogeneratore 47 Figura 11 – Traffico indotto medio settimanale conseguente alle lavorazioni di c
...... 28 Figura 9 – Vantaggi conseguenti all’elevazione dal suolo delle
turbine (Fonte NORDEX).... 29 Figura 10 – Schema geometrico del fenomeno di distFonteolica S.r.l.
smica”.  Norma Italiana CEI ENV 61400-1. “Sistemi di generazione a turbina eolica. Parte 1: Prescrizioni di sicurezza”. Data di pubblicazione 06-1996.  Norma internazionale IEC 61400-1 “Wind Turbine Safety and Design” del 1999.  Ordinanza del Presidente del Consiglio n. 3431 del 03/05/2005 – Ulteriori modifiche ed integrazioni all'ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 32
Data di pubblicazione 06-1996.  Norma internazionale IEC 61400-1 “Wind
Turbine Safety and Design” del 1999.  Ordinanza del Presidente del Consiglio n.Fonteolica S.r.l.
oposte installazioni eoliche alla rete elettrica nazionale AAT a 380 kV, distante circa 1 km dal più vicino aerogeneratore in progetto, inoltre, prefigura ottimali condizioni di allaccio delle turbine eoliche alla rete elettrica di distribuzione e, conseguentemente, una opportuna riduzione delle lunghezze dei cavidotti di trasporto dell’energia elettrica. La vocazione produttiva della Piana
re in progetto, inoltre, prefigura ottimali condizioni di allaccio delle
turbine eoliche alla rete elettrica di distribuzione e, conseguentemente, una opFonteolica S.r.l.
mpetuoso sviluppo dell’energia eolica nel mondo ha preso avvio negli anni ’80, ma ha assunto un trend esponenziale solo negli anni ’90 del secolo scorso. A metà degli anni ’80 i diametri delle turbine non superavano i 15 metri e le potenze i 50 kW; all’inizio degli anni ’90 si è passati a 50 metri e 500 kW, a metà degli anni ’90 a 60 metri e 1 MW, nel 2003 a 120 metri e 4,5 MW mentre, ormai
negli anni ’90 del secolo scorso. A metà degli anni ’80 i diametri delle
turbine non superavano i 15 metri e le potenze i 50 kW; all’inizio degli anni ’9Fonteolica S.r.l.
potenze i 50 kW; all’inizio degli anni ’90 si è passati a 50 metri e 500 kW, a metà degli anni ’90 a 60 metri e 1 MW, nel 2003 a 120 metri e 4,5 MW mentre, ormai, sono realizzati progetti con turbine da 5-6 MW. La crescita della taglia e della potenza delle macchine è attribuibile a due fattori principali: la domanda orientata verso un sempre più incisivo contributo energetico da fonte rin
el 2003 a 120 metri e 4,5 MW mentre, ormai, sono realizzati progetti con
turbine da 5-6 MW. La crescita della taglia e della potenza delle macchine è attFonteolica S.r.l.
à tecnica impensabili solo vent’anni fa e si può ritenere che lo sviluppo ed il miglioramento seguiteranno in modo sensibile almeno per una decina d’anni. Con tali presupposti, la scelta delle turbine da impiegare nel parco eolico di Macomer e Borore, anche in accordo con quanto auspicato dalle norme di buona progettazione suggerite dallo Studio ex art. 112 del P.P.R., è stata orientata ver
bile almeno per una decina d’anni. Con tali presupposti, la scelta delle
turbine da impiegare nel parco eolico di Macomer e Borore, anche in accordo con Fonteolica S.r.l.
un miglior rendimento energetico della macchina eolica. Questo vale, in particolare, per gli impianti realizzati nell’entroterra, dove gli ostacoli posti sul terreno creano turbolenze. Per le turbine in commercio con potenza equivalente a quelle scelte per il parco eolico in progetto, le altezze al mozzo sono generalmente variabili nell’intervallo 80140 m circa. Attraverso l’impiego di un
ntroterra, dove gli ostacoli posti sul terreno creano turbolenze. Per le
turbine in commercio con potenza equivalente a quelle scelte per il parco eolicoFonteolica S.r.l.
zioni. L’impianto eolico, in virtù delle scelte operate in sede di progetto, con riferimento ai criteri di posizionamento delle macchine sul terreno (rispetto di opportune interdistanze tra le turbine ), interiorizza misure di mitigazione paesaggistico – ambientale che sono certamente efficaci nel attenuare l’ineluttabile impatto estetico-percettivo che inevitabilemente scaturisce da tali re
o delle macchine sul terreno (rispetto di opportune interdistanze tra le
turbine), interiorizza misure di mitigazione paesaggistico – ambientale che sonoFonteolica S.r.l.
6 CARATTERISTICHE TECNICHE DELL’OPERA E MOTIVAZIONI DELLE SCELTE PROGETTUALI 6.1 Aspetti generali Il progetto di parco eolico in territorio di Macomer e Borore prevede l’installazione di n. 23 turbine eoliche dell’ultima generazione, aventi potenza nominale di 3,2 MW ciascuna, con cabina di trasformazione BT/MT integrata alla torre di sostegno. Gli ambiti interessati dalle postazioni eolich
olico in territorio di Macomer e Borore prevede l’installazione di n. 23
turbine eoliche dell’ultima generazione, aventi potenza nominale di 3,2 MW ciascFonteolica S.r.l.
oro. La protezione della torre tubolare contro la corrosione è assicurata da un rivestimento superficiale con resine epossidiche. Figura 9 – Vantaggi conseguenti all’elevazione dal suolo delle turbine (Fonte NORDEX) 6.4.3 Rotore Il rotore è composto da tre pale, il mozzo ed il sistema di controllo dell’angolo di calettamento delle pale finalizzato alla regolazione della potenza erogata. I d
ssidiche. Figura 9 – Vantaggi conseguenti all’elevazione dal suolo delle
turbine (Fonte NORDEX) 6.4.3 Rotore Il rotore è composto da tre pale, il mozzo eFonteolica S.r.l.
maturata in impianti similari. 8 RISCHIO DI INCIDENTI 8.1 Rischio di distacco della pala di un aerogeneratore L’esperienza di pluriennale esercizio dei moderni impianti eolici attesta come le turbine eoliche siano installazioni estremamente affidabili sotto il profilo meccanico-strutturale nonché ambientalmente sicure. In accordo con quanto suggerito dalle recenti Linee Guida Nazionali sul
nza di pluriennale esercizio dei moderni impianti eolici attesta come le
turbine eoliche siano installazioni estremamente affidabili sotto il profilo mecFonteolica S.r.l.
e, adeguate procedure tecnico-economiche per assicurare la dimissione del parco eolico ed il conseguente ripristino ambientale delle aree interessate dalla realizzazione dell’opera. Le moderne turbine eoliche di grande taglia hanno ad oggi un’aspettativa di vita di circa 2025 anni. L’attuale tendenza nella diffusione e sviluppo dell’energia eolica è quella di procedere, in corrispondenza d
entale delle aree interessate dalla realizzazione dell’opera. Le moderne
turbine eoliche di grande taglia hanno ad oggi un’aspettativa di vita di circa 2Fonteolica S.r.l.
tuale tendenza nella diffusione e sviluppo dell’energia eolica è quella di procedere, in corrispondenza delle installazioni esistenti, alla progressiva sostituzione dei macchinari obsoleti con turbine più evolute ed efficienti assicurando la continuità operativa delle centrali con conseguenti prospettive di vita ben superiori ai 20 anni (c.d. repowering). In ogni caso, in caso di cessazione
oni esistenti, alla progressiva sostituzione dei macchinari obsoleti con
turbine più evolute ed efficienti assicurando la continuità operativa delle centFonteolica S.r.l.
o dovrà dunque prevedere l’accantonamento progressivo di adeguate somme all’uopo destinate. La fase di decomissioning consisterà nelle seguenti attività. Le operazioni di disassemblaggio delle turbine saranno condotte secondo modalità individuate, in linea di principio, al fine di limitare il più possibile i potenziali impatti sull’ambiente circostante. I lavori da eseguire per la dismissio
nsisterà nelle seguenti attività. Le operazioni di disassemblaggio delle
turbine saranno condotte secondo modalità individuate, in linea di principio, alFonteolica S.r.l.
nsionali della componentistica degli aerogeneratori e delle principali attrezzature di cantiere Al fine di illustrare le problematiche di cantiere associate al trasporto ed installazione delle turbine eoliche, nel prosieguo saranno riportate approssimativamente le caratteristiche dimensionali della componentistica, da movimentare tramite gru telescopica, per consentirne l’assemblaggio: Navi
problematiche di cantiere associate al trasporto ed installazione delle
turbine eoliche, nel prosieguo saranno riportate approssimativamente le caratterFonteolica S.r.l.
turbine eoliche Lorenzo Battisti DIMS Università di Trento INDICE 1. INTRODUZIONE pag. 4 2. CLASSIFICAZIONE pag. 5 3. TIPOLOGIE ED ASPETTI TECNOLOGICI pag. 6 4. CONSIDERAZIONI GENERALI SULLA TECNOLOGI
SPECIALE TECNICO Scelta e installazione delle mini
turbine eoliche Lorenzo Battisti DIMS Università di Trento INDICE 1. INTRODUZIONQualenergia S.r.l
eato in Ingegneria Meccanica a Padova nel 1988 e ha conseguito un master post-laurea presso il von Karman Institute for FluidDynamics nel 1996. L'attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turb
FluidDynamics nel 1996. L'attività scientifica è focalizzata nel settore
turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione Qualenergia S.r.l
ria Meccanica a Padova nel 1988 e ha conseguito un master post-laurea presso il von Karman Institute for FluidDynamics nel 1996. L'attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turbine nei climi f
el 1996. L'attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas,
turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi spQualenergia S.r.l
bine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turbine nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scientifica e didattica con il Politecnico di Copenhagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle t
al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle
turbine nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scienQualenergia S.r.l
e nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scientifica e didattica con il Politecnico di Copenhagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle turbine di piccola taglia presso la struttura del campo eolico sperimentale di Trento (CEST). E’ autore di numerosi testi, articoli scientifici e brevetti. 1. INTRODUZIONE L’impiego delle mini e mic
hagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle
turbine di piccola taglia presso la struttura del campo eolico sperimentale di TQualenergia S.r.l
piccola taglia presso la struttura del campo eolico sperimentale di Trento (CEST). E’ autore di numerosi testi, articoli scientifici e brevetti. 1. INTRODUZIONE L’impiego delle mini e micro turbine eoliche si inquadra all’interno dell’uso sempre maggiormente diffuso dei sistemi di produzione di energia elettrica distribuita e delle reti elettriche periferiche. La produzione distribuita p
i scientifici e brevetti. 1. INTRODUZIONE L’impiego delle mini e micro
turbine eoliche si inquadra all’interno dell’uso sempre maggiormente diffuso deiQualenergia S.r.l
elettrico, il fotovoltaico, le biomasse e il geotermico, con i quali tuttavia è possibile e auspicabile un uso sinergico. L’energia eolica capta infatti energia cinetica attraverso sistemi (le turbine ) che non interferiscono con l’uso del territorio e ne richiedono un’occupazione minimale. Le miniturbine eoliche presentano una grande varietà di soluzioni tecnologiche con architetture dei ro
. L’energia eolica capta infatti energia cinetica attraverso sistemi (le
turbine) che non interferiscono con l’uso del territorio e ne richiedono un’occuQualenergia S.r.l
etture dei rotori, treni elettromeccanici e schemi di controllo di concezione molto diversa. Il numero di tipologie presenti sul mercato del minieolico è di gran lunga superiore a quella delle turbine di grande taglia utilizzate nei parchi eolici: si spazia dalle turbine ad asse orizzontale a quelle ad asse verticale, funzionanti a giri fissi o variabili e con diverse tipologie di generator
enti sul mercato del minieolico è di gran lunga superiore a quella delle
turbine di grande taglia utilizzate nei parchi eolici: si spazia dalle turbine aQualenergia S.r.l
ezione molto diversa. Il numero di tipologie presenti sul mercato del minieolico è di gran lunga superiore a quella delle turbine di grande taglia utilizzate nei parchi eolici: si spazia dalle turbine ad asse orizzontale a quelle ad asse verticale, funzionanti a giri fissi o variabili e con diverse tipologie di generatori elettrici (ad induzione, a magneti permanenti, ecc.). Queste turbine
e turbine di grande taglia utilizzate nei parchi eolici: si spazia dalle
turbine ad asse orizzontale a quelle ad asse verticale, funzionanti a giri fissiQualenergia S.r.l
turbine ad asse orizzontale a quelle ad asse verticale, funzionanti a giri fissi o variabili e con diverse tipologie di generatori elettrici (ad induzione, a magneti permanenti, ecc.). Queste turbine si prestano ad una grande varietà di possibili installazioni, da quelle standard in campo aperto, del tutto simili a quelle delle macchine di grande taglia, a quelle adiacenti ad abitazioni, c
generatori elettrici (ad induzione, a magneti permanenti, ecc.). Queste
turbine si prestano ad una grande varietà di possibili installazioni, da quelle Qualenergia S.r.l
a recente frontiera dell’applicazione del microeolico legato all’autogenerazione per edifici ad elevata classe di certificazione energetica. Ognuna di queste applicazioni richiede la scelta di turbine adatte al caso specifico e attente valutazioni sulle modalità di installazione. A discapito infatti delle ridotte dimensioni, le mini turbine presentano complessità tecniche analoghe a quelle
icazione energetica. Ognuna di queste applicazioni richiede la scelta di
turbine adatte al caso specifico e attente valutazioni sulle modalità di installQualenergia S.r.l
gnuna di queste applicazioni richiede la scelta di turbine adatte al caso specifico e attente valutazioni sulle modalità di installazione. A discapito infatti delle ridotte dimensioni, le mini turbine presentano complessità tecniche analoghe a quelle di taglia maggiore e, per taluni aspetti, criticità maggiori. Una tipica è rappresentata dal fatto che le mini turbine normalmente operano nei
di installazione. A discapito infatti delle ridotte dimensioni, le mini
turbine presentano complessità tecniche analoghe a quelle di taglia maggiore e, Qualenergia S.r.l
tte dimensioni, le mini turbine presentano complessità tecniche analoghe a quelle di taglia maggiore e, per taluni aspetti, criticità maggiori. Una tipica è rappresentata dal fatto che le mini turbine normalmente operano nei cosiddetti contesti suburbani, ovvero in adiacenza ad abitazioni, centri residenziali, centri agricoli o industriali. Queste condizioni si traducono in potenziali probl
ti, criticità maggiori. Una tipica è rappresentata dal fatto che le mini
turbine normalmente operano nei cosiddetti contesti suburbani, ovvero in adiacenQualenergia S.r.l
orietà e incertezza che devono essere ben compresi e risolti. A questo scopo viene presentata di seguito una revisione critica di alcuni aspetti fondamentali. 2. CLASSIFICAZIONE Con il termine turbine di piccola taglia si intende una classe piuttosto eterogenea di macchine eoliche, con potenze comprese da poche decine di Watt a decine di kW e dimensioni molto diverse come riportato in figur
ritica di alcuni aspetti fondamentali. 2. CLASSIFICAZIONE Con il termine
turbine di piccola taglia si intende una classe piuttosto eterogenea di macchineQualenergia S.r.l
uttosto eterogenea di macchine eoliche, con potenze comprese da poche decine di Watt a decine di kW e dimensioni molto diverse come riportato in figura 1. Figura 1 – Potenze e dimensioni delle turbine di piccola taglia Non esiste una classificazione generale universalmente riconosciuta delle turbine di piccola taglia, tuttavia ai fini delle implicazioni a livello progettuale, è utile riferi
iverse come riportato in figura 1. Figura 1 – Potenze e dimensioni delle
turbine di piccola taglia Non esiste una classificazione generale universalmenteQualenergia S.r.l
e dimensioni molto diverse come riportato in figura 1. Figura 1 – Potenze e dimensioni delle turbine di piccola taglia Non esiste una classificazione generale universalmente riconosciuta delle turbine di piccola taglia, tuttavia ai fini delle implicazioni a livello progettuale, è utile riferirsi ai limiti di taglia individuati dalle norme di riferimento, le IEC 61400-2, (Design Requirement
on esiste una classificazione generale universalmente riconosciuta delle
turbine di piccola taglia, tuttavia ai fini delle implicazioni a livello progettQualenergia S.r.l
ticamente riportato dalla tabella 1, adottano la superficie spazzata dalle pale come limite di classificazione e indicano due valori: quello di 2 m2 e di 200 m2 . Il limite di 2 m2 riguarda le turbine di piccolissima potenza (generalmente inferiori a 800-1000 W) che presentano quindi un diametro equivalente (per le macchine ad asse orizzontale) pari a 1,6 m circa. Al di sotto di questo valo
o due valori: quello di 2 m2 e di 200 m2 . Il limite di 2 m2 riguarda le
turbine di piccolissima potenza (generalmente inferiori a 800-1000 W) che presenQualenergia S.r.l
importante riguarda il valore dell’area della superficie spazzata di 200 m 2 (circa 16 m di diametro). Al di sopra di esso vanno impiegati, per il progetto della turbina, i metodi propri delle turbine di grande taglia, con le evidenti implicazioni in termini di complessità e costi. Tabella 1 – Criteri di classificazione delle miniturbine eoliche in accordo alle norme IEC 61400/2. Area spa
so vanno impiegati, per il progetto della turbina, i metodi propri delle
turbine di grande taglia, con le evidenti implicazioni in termini di complessitàQualenergia S.r.l
evidenti implicazioni in termini di complessità e costi. Tabella 1 – Criteri di classificazione delle miniturbine eoliche in accordo alle norme IEC 61400/2. Area spazzata [m2]. Microturbine: Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine: Turbine per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi turbine: Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La
che in accordo alle norme IEC 61400/2. Area spazzata [m2]. Microturbine:
Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine: Turbine per usi residenziali, rurali Qualenergia S.r.l
sità e costi. Tabella 1 – Criteri di classificazione delle miniturbine eoliche in accordo alle norme IEC 61400/2. Area spazzata [m2]. Microturbine: Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine: Turbine per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi turbine: Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La norma IEC 61400-2, (Design Requirement for
spazzata [m2]. Microturbine: Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine:
Turbine per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi Qualenergia S.r.l
in accordo alle norme IEC 61400/2. Area spazzata [m2]. Microturbine: Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine: Turbine per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi turbine : Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La norma IEC 61400-2, (Design Requirement for Small Wind Turbines) è stata recepita anche sul territorio nazionale come CEI-CE
per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi
turbine: Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La norQualenergia S.r.l
do alle norme IEC 61400/2. Area spazzata [m2]. Microturbine: Turbine domestiche (Home WT). Miniturbine: Turbine per usi residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi turbine: Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La norma IEC 61400-2, (Design Requirement for Small Wind Turbines) è stata recepita anche sul territorio nazionale come CEI-CENELEC e h
residenziali, rurali e artigianali (Community WT). Medie/Grandi turbine:
Turbine di media e grande potenza e parchi eolici (Wind Parks). La norma IEC 61Qualenergia S.r.l
ve verifiche, o ne ha reso altre meno generiche, avvicinando le metodiche di progetto a quelle dei generatori di grande taglia. Di conseguenza si ritiene opportuno che la classificazione delle turbine avvenga non più sulla base di regole arbitrarie, ma sulla base dell’area spazzata per l’effetto che questo ha sul progetto, sul dimensionamento e quindi sui costi delle strutture. Inoltre l’ar
taglia. Di conseguenza si ritiene opportuno che la classificazione delle
turbine avvenga non più sulla base di regole arbitrarie, ma sulla base dell’areaQualenergia S.r.l
one “pala eolica”, così usata nel linguaggio comune, che indica a rigore solo un suo componente, ovvero l’elemento aerodinamico del rotore. Come accennato nell’introduzione, nella classe delle turbine eoliche di piccola taglia rientrano molte tipologie costruttive. Basti pensare che esistono molte centinaia di brevetti depositati, ovvero concetti cui è stata riconosciuta una patente di inno
inamico del rotore. Come accennato nell’introduzione, nella classe delle
turbine eoliche di piccola taglia rientrano molte tipologie costruttive. Basti pQualenergia S.r.l
e soluzioni indica che esse fanno in realtà capo a poche tipologie fondamentali presentate con varianti più o meno efficaci. Dal punto di vista funzionale possiamo infatti raggruppare tutte le turbine in tre classi basandosi sul principio fisico che aziona il rotore: le turbine operanti prevalentemente sul principio della portanza aerodinamica, della resistenza aerodinamica (trascinamento)
aci. Dal punto di vista funzionale possiamo infatti raggruppare tutte le
turbine in tre classi basandosi sul principio fisico che aziona il rotore: le tuQualenergia S.r.l
i presentate con varianti più o meno efficaci. Dal punto di vista funzionale possiamo infatti raggruppare tutte le turbine in tre classi basandosi sul principio fisico che aziona il rotore: le turbine operanti prevalentemente sul principio della portanza aerodinamica, della resistenza aerodinamica (trascinamento) o un misto delle due. In figura 2 si riportano le due forze aerodinamiche prin
ne in tre classi basandosi sul principio fisico che aziona il rotore: le
turbine operanti prevalentemente sul principio della portanza aerodinamica, dellQualenergia S.r.l
i e che pertanto ne sconsigliano l’uso a tale scopo. Questo vale indipendentemente dal fatto che le macchine siano ad asse orizzontale o verticale. Figura 2 – Principi di funzionamento delle turbine eoliche. Figura 3 – turbine ad asse orizzontale sopravento (a sinistra) e sottovento (a destra). Nel campo delle turbine che lavorano sul principio della portanza aerodinamica, tutte le archi
se orizzontale o verticale. Figura 2 – Principi di funzionamento delle
turbine eoliche. Figura 3 – turbine ad asse orizzontale sopravento (a sinistra) Qualenergia S.r.l
iano l’uso a tale scopo. Questo vale indipendentemente dal fatto che le macchine siano ad asse orizzontale o verticale. Figura 2 – Principi di funzionamento delle turbine eoliche. Figura 3 – turbine ad asse orizzontale sopravento (a sinistra) e sottovento (a destra). Nel campo delle turbine che lavorano sul principio della portanza aerodinamica, tutte le architetture derivano da quelle f
Figura 2 – Principi di funzionamento delle turbine eoliche. Figura 3 –
turbine ad asse orizzontale sopravento (a sinistra) e sottovento (a destra). NeQualenergia S.r.l
orizzontale o verticale. Figura 2 – Principi di funzionamento delle turbine eoliche. Figura 3 – turbine ad asse orizzontale sopravento (a sinistra) e sottovento (a destra). Nel campo delle turbine che lavorano sul principio della portanza aerodinamica, tutte le architetture derivano da quelle fondamentali presentate in figura 3 per le macchine ad asse orizzontale e in figura 4 per quell
ontale sopravento (a sinistra) e sottovento (a destra). Nel campo delle
turbine che lavorano sul principio della portanza aerodinamica, tutte le architeQualenergia S.r.l
e aiuta questo effetto e allontana le pale dall’interferenza fluidodinamica causata dalla torre. Le macchine ad asse verticale derivano dalle tipologia di figura 4. Figura 4 – architetture di turbine ad asse verticale operanti sul principio della portanza. Tipo a,b,c turbine Darrieus, tipo d, turbina Gorlov. Le prime tipologie a, b e c fanno capo alle turbine dette Darrieus, dal nome dell’
ticale derivano dalle tipologia di figura 4. Figura 4 – architetture di
turbine ad asse verticale operanti sul principio della portanza. Tipo a,b,c turbQualenergia S.r.l
causata dalla torre. Le macchine ad asse verticale derivano dalle tipologia di figura 4. Figura 4 – architetture di turbine ad asse verticale operanti sul principio della portanza. Tipo a,b,c turbine Darrieus, tipo d, turbina Gorlov. Le prime tipologie a, b e c fanno capo alle turbine dette Darrieus, dal nome dell’inventore francese che le brevettò nel 1931, la tipologia d con sviluppo eli
bine ad asse verticale operanti sul principio della portanza. Tipo a,b,c
turbine Darrieus, tipo d, turbina Gorlov. Le prime tipologie a, b e c fanno capoQualenergia S.r.l
4. Figura 4 – architetture di turbine ad asse verticale operanti sul principio della portanza. Tipo a,b,c turbine Darrieus, tipo d, turbina Gorlov. Le prime tipologie a, b e c fanno capo alle turbine dette Darrieus, dal nome dell’inventore francese che le brevettò nel 1931, la tipologia d con sviluppo elicoidale delle pale è detta Gorlov, dal nome dell’inventore russo naturalizzato america
eus, tipo d, turbina Gorlov. Le prime tipologie a, b e c fanno capo alle
turbine dette Darrieus, dal nome dell’inventore francese che le brevettò nel 193Qualenergia S.r.l
brevettata negli anni ‘90. Quest’ultima geometria presenta interessanti vantaggi dal punto di vista dell’emissione acustica e di una maggiore uniformità di coppia meccanica e spinte. Tipiche turbine che lavorano su un principio misto (potenza e resistenza) sono le turbine Savonius (brevettate nel 1929) e riportate in figura 6. Esse rientrano nelle turbine a trascinamento puro quando i due
tica e di una maggiore uniformità di coppia meccanica e spinte. Tipiche
turbine che lavorano su un principio misto (potenza e resistenza) sono le turbinQualenergia S.r.l
antaggi dal punto di vista dell’emissione acustica e di una maggiore uniformità di coppia meccanica e spinte. Tipiche turbine che lavorano su un principio misto (potenza e resistenza) sono le turbine Savonius (brevettate nel 1929) e riportate in figura 6. Esse rientrano nelle turbine a trascinamento puro quando i due semi gusci che la compongono sono uniti nella zona dell’asse (tipologia a
urbine che lavorano su un principio misto (potenza e resistenza) sono le
turbine Savonius (brevettate nel 1929) e riportate in figura 6. Esse rientrano nQualenergia S.r.l
ppia meccanica e spinte. Tipiche turbine che lavorano su un principio misto (potenza e resistenza) sono le turbine Savonius (brevettate nel 1929) e riportate in figura 6. Esse rientrano nelle turbine a trascinamento puro quando i due semi gusci che la compongono sono uniti nella zona dell’asse (tipologia a destra nella figura 5) e si discostano da questo quando i semigusci presentano una z
nius (brevettate nel 1929) e riportate in figura 6. Esse rientrano nelle
turbine a trascinamento puro quando i due semi gusci che la compongono sono unitQualenergia S.r.l
ro. In questo caso la prestazione risulta superiore a quella delle macchine a trascinamento, anche se comunque molto inferiore a quella delle macchine di figura 4. Figura 5 – Architetture di turbine operanti sul principio della resistenza aerodinamica. Venendo ad alcuni esempi delle tipologie descritte, la figura 7 riporta un esempio di macchina di piccola taglia bipala sopravento con ti
eriore a quella delle macchine di figura 4. Figura 5 – Architetture di
turbine operanti sul principio della resistenza aerodinamica. Venendo ad alcuniQualenergia S.r.l
o con timone di coda, e la figura 8 un esempio di multipala americano con sistema di trasmissione meccanica ad un albero verticale per l’azionamento ad esempio di pompe. Per quanto riguarda le turbine ad asse verticale in figura 9 si riporta lo schema di una macchina Darrieus da circa 20 kW commercializzata fino a qualche anno fa. Data la dimensione questa turbina era priva di torre di sost
verticale per l’azionamento ad esempio di pompe. Per quanto riguarda le
turbine ad asse verticale in figura 9 si riporta lo schema di una macchina DarriQualenergia S.r.l
macchina Savonius. Data la grande superficie aerodinamica esposta al vento, il superamento di certe taglie e dimensioni del rotore risulta meccanicamente proibitivo per queste architetture. Le turbine Darrieus presentano il problema di un comportamento alla partenza non prevedibile, nel senso che stante l’incognita della direzione di provenienza del vento alla partenza e l’orientazione assu
del rotore risulta meccanicamente proibitivo per queste architetture. Le
turbine Darrieus presentano il problema di un comportamento alla partenza non prQualenergia S.r.l
nto alla partenza e l’orientazione assunta dal rotore all’ultima fermata (e quindi il suo comportamento aerodinamico), non si riesce ad assegnare una velocità di avviamento certa. Mentre nelle turbine di grande taglia ciò viene risolto con la soluzione della partenza assistita, ovvero utilizzando la potenza della rete elettrica per fornire una coppia di spunto, operazione che energeticament
on si riesce ad assegnare una velocità di avviamento certa. Mentre nelle
turbine di grande taglia ciò viene risolto con la soluzione della partenza assisQualenergia S.r.l
i di scala la partenza assistita incide notevolmente sul bilancio energetico annuo. Alcune soluzioni proposte prevedono, come indicato in figura 12, macchine ibride che accoppiano in parallelo turbine Darrieus, capaci di buoni rendimenti, con macchine Savonius che garantiscono la massima coppia proprio alle basse velocità del vento. Queste soluzioni garantiscono effettivamente la partenza a
come indicato in figura 12, macchine ibride che accoppiano in parallelo
turbine Darrieus, capaci di buoni rendimenti, con macchine Savonius che garantisQualenergia S.r.l
po Darrieus modulare. Figura 11- Esempio di turbina Savonius (foto di Gary L. Johnson). Figura 12 - Esempio di turbina ibrida Darrieus-Savonius. Figura 13 - Meccanismo di orientazione nelle turbine ad asse orizzontale sottovento con conicità del rotore. Figura 14 - Meccanismo di orientazione del rotore delle macchine sopravento con timone di coda. Figura 15 - Meccanismo di orientazione
ibrida Darrieus-Savonius. Figura 13 - Meccanismo di orientazione nelle
turbine ad asse orizzontale sottovento con conicità del rotore. Figura 14 - MecQualenergia S.r.l
e macchine sopravento con timone di coda. Figura 15 - Meccanismo di orientazione del rotore delle macchine sopravento con dispositivi ausiliari. Meccanismi di orientazione al vento Mentre le turbine sottovento si possono adattare passivamente alla direzione del vento, aiutate da una certa conicità del rotore come indicato in figura 13, le turbine ad asse orizzontale con rotore sopravento
on dispositivi ausiliari. Meccanismi di orientazione al vento Mentre le
turbine sottovento si possono adattare passivamente alla direzione del vento, aiQualenergia S.r.l
canismi di orientazione al vento Mentre le turbine sottovento si possono adattare passivamente alla direzione del vento, aiutate da una certa conicità del rotore come indicato in figura 13, le turbine ad asse orizzontale con rotore sopravento necessitano di sistemi di allineamento del rotore. In figura 14 e 15 si riportano le varie soluzioni adottate per le macchine più piccole. I meccanism
aiutate da una certa conicità del rotore come indicato in figura 13, le
turbine ad asse orizzontale con rotore sopravento necessitano di sistemi di alliQualenergia S.r.l
nto o, in siti particolarmente turbolenti, tenda ad inseguire le variazioni di direzione istantanea con la conseguenza di funzionare per gran parte del tempo in condizioni non ottimali. Nelle turbine con diametri superiori a circa 9-10m la disposizione del rotore al vento deve essere eseguita in modo assistito cioè attivo, utilizzando motori per la movimentazione della navicella. Questo si
i funzionare per gran parte del tempo in condizioni non ottimali. Nelle
turbine con diametri superiori a circa 9-10m la disposizione del rotore al ventoQualenergia S.r.l
mponenti aggiuntivi e la soppressione (nelle macchine sopravento) del timone, richiede anche lo sviluppo di sistemi di controllo con logiche di azionamento dedicate. Controllo e regolazione Le turbine eoliche necessitano di sistemi di controllo e regolazione che presiedono al controllo della potenza, della velocità di rotazione (ottimizzazione del campo di funzionamento) e della sicurezza (
ontrollo con logiche di azionamento dedicate. Controllo e regolazione Le
turbine eoliche necessitano di sistemi di controllo e regolazione che presiedonoQualenergia S.r.l
istemi di controllo e regolazione che presiedono al controllo della potenza, della velocità di rotazione (ottimizzazione del campo di funzionamento) e della sicurezza (frenatura). Poiché nelle turbine eoliche il flusso non può essere regolato a monte, il rotore deve assolvere a tutte le funzioni di regolazione. In particolare la frenatura, per le masse relativamente ridotte che sono in gioc
del campo di funzionamento) e della sicurezza (frenatura). Poiché nelle
turbine eoliche il flusso non può essere regolato a monte, il rotore deve assolvQualenergia S.r.l
il flusso non può essere regolato a monte, il rotore deve assolvere a tutte le funzioni di regolazione. In particolare la frenatura, per le masse relativamente ridotte che sono in gioco nelle turbine di piccole dimensioni (approssimativamente per rotori con meno di 10m di diametro) e le ridotte forze giroscopiche ed inerziali associate, può essere effettuata con meccanismi di movimentazion
la frenatura, per le masse relativamente ridotte che sono in gioco nelle
turbine di piccole dimensioni (approssimativamente per rotori con meno di 10m diQualenergia S.r.l
ento variabile del passo. Figura 21 – Schema di sistemi di variazione del passo per turbina ad asse verticale. Il sistema di variazione del passo palare non viene generalmente adottato nelle turbine ad asse verticale, anche perché solo le geometrie con pale dritte consentono questa soluzione tecnica. In figura 21 si riporta un esempio del meccanismo di azionamento dell’angolo di calettame
ema di variazione del passo palare non viene generalmente adottato nelle
turbine ad asse verticale, anche perché solo le geometrie con pale dritte consenQualenergia S.r.l
r le macchine ad asse verticale si rende necessario il ricorso sistemi meccanici o elettrotecnici alternativi. Il sistema di variazione del passo palare non viene generalmente adottato nelle turbine ad asse verticale, anche perché solo le geometrie con pale dritte consentono questa soluzione tecnica. In figura 21 si riporta un esempio del meccanismo di azionamento dell’angolo di calettame
ema di variazione del passo palare non viene generalmente adottato nelle
turbine ad asse verticale, anche perché solo le geometrie con pale dritte consenQualenergia S.r.l
inamici per le macchine ad asse verticale si rende necessario il ricorso sistemi meccanici o elettrotecnici alternativi. 4. CONSIDERAZIONI GENERALI SULLA TECNOLOGIA MINIEOLICA E’ noto che le turbine di grande taglia hanno raggiunto un livello di sviluppo considerevole, il che porta spesso a definire “matura” la loro tecnologia. Esse operano con una disponibilità tecnica ormai superiore al
4. CONSIDERAZIONI GENERALI SULLA TECNOLOGIA MINIEOLICA E’ noto che le
turbine di grande taglia hanno raggiunto un livello di sviluppo considerevole, iQualenergia S.r.l
A questo perfezionamento si è giunti attraverso anni di intensa attività di ricerca e produzione su larga scala in cui sono state riversate enormi risorse del settore. Venendo al settore delle turbine di piccola taglia, esse non hanno giovato negli anni di un corrispondente grado di attenzione scientifica ed ingegneristica, in parte giustificato da una produzione di scala non sufficientemen
ono state riversate enormi risorse del settore. Venendo al settore delle
turbine di piccola taglia, esse non hanno giovato negli anni di un corrispondentQualenergia S.r.l
anni di un corrispondente grado di attenzione scientifica ed ingegneristica, in parte giustificato da una produzione di scala non sufficientemente ampia, ad eccezione di alcune micro-macchine ( turbine per imbarcazioni). Ciò è ascrivibile sia al mercato ed alla mancanza di adeguate forme di incentivazione, ma anche al fatto che le piccole aziende che operano nel settore non hanno le capacità
scala non sufficientemente ampia, ad eccezione di alcune micro-macchine (
turbine per imbarcazioni). Ciò è ascrivibile sia al mercato ed alla mancanza di Qualenergia S.r.l
riore a quello delle macchine di taglia maggiore e non esistono soluzioni la cui validità sia dimostrata in modo chiaro. Purtroppo, proprio per il settore di utenti a cui sono rivolte, le mini turbine dovrebbero al contrario presentare elevatissimi livelli di affidabilità, ovvero con un limitato bisogno di manutenzione ordinaria e straordinaria e livelli di sicurezza adeguati al funzionamen
Purtroppo, proprio per il settore di utenti a cui sono rivolte, le mini
turbine dovrebbero al contrario presentare elevatissimi livelli di affidabilità,Qualenergia S.r.l
nto di macchine di piccola taglia e di creare nel tempo, attraverso le conoscenze maturate, un database di riferimento per aspetti di natura scientifica e tecnica nel settore. Mentre le grandi turbine sono generalmente situate in aree scarsamente antropizzate, le mini turbine normalmente operano vicino a centri abitati, sia residenziali che industriali. Ciò determina problemi di compatibili
er aspetti di natura scientifica e tecnica nel settore. Mentre le grandi
turbine sono generalmente situate in aree scarsamente antropizzate, le mini turbQualenergia S.r.l
cenze maturate, un database di riferimento per aspetti di natura scientifica e tecnica nel settore. Mentre le grandi turbine sono generalmente situate in aree scarsamente antropizzate, le mini turbine normalmente operano vicino a centri abitati, sia residenziali che industriali. Ciò determina problemi di compatibilità ambientale, sia per le emissioni acustiche che per la sicurezza del funzi
bine sono generalmente situate in aree scarsamente antropizzate, le mini
turbine normalmente operano vicino a centri abitati, sia residenziali che industQualenergia S.r.l
zione di macchine dell’est asiatico sulla base di una pura apparente vantaggiosità di costo. Il risultato di queste operazioni comporta essenzialmente tre effetti: a) La proposta al mercato di turbine scarsamente produttive perché concepite per i siti ad alta ventosità tipici del nord Europa e quindi poco performanti in Italia, con un conseguente elevato costo di produzione del kWh. b) La p
azioni comporta essenzialmente tre effetti: a) La proposta al mercato di
turbine scarsamente produttive perché concepite per i siti ad alta ventosità tipQualenergia S.r.l
e perché concepite per i siti ad alta ventosità tipici del nord Europa e quindi poco performanti in Italia, con un conseguente elevato costo di produzione del kWh. b) La proposta al mercato di turbine caratterizzate sulla base della potenza e non dell’energia producibile. Questa anomalia concettuale è purtroppo alimentata dalle attuali diposizioni di incentivazione in cui paradossalmente, v
guente elevato costo di produzione del kWh. b) La proposta al mercato di
turbine caratterizzate sulla base della potenza e non dell’energia producibile. Qualenergia S.r.l
ne di macchine di grande taglia) comportano una produzione di lavoro elettrico non pareggiata dai costi degli investimenti. Per venire a qualche considerazione di ordine pratico, l’adozione di turbine con potenza specifica (potenza nominale rispetto all’area della superficie spazzata dal rotore) superiore a circa 300 W/m2 , non risulta particolarmente indicata per i siti italiani. Nel setto
ti. Per venire a qualche considerazione di ordine pratico, l’adozione di
turbine con potenza specifica (potenza nominale rispetto all’area della superficQualenergia S.r.l
terminare soluzioni economiche ancora più vantaggiose. Procedendo nell’analisi tecnica, dal punto di vista fluidodinamico lo sviluppo aerodinamico delle pale presenta aspetti di unicità per le turbine di piccola taglia. Anzitutto vi è il comportamento alla partenza che è una combinazione complessa di instabilità, elevati angoli di attacco e ridotti numeri di Reynolds. Inoltre generalmente l
o lo sviluppo aerodinamico delle pale presenta aspetti di unicità per le
turbine di piccola taglia. Anzitutto vi è il comportamento alla partenza che è uQualenergia S.r.l
averso il timone di coda, a cui è spesso affidato anche il controllo di sovra-potenza. L'uso di timone per l'aggiustamento dell’imbardata, come visto, è una caratteristica tipica delle piccole turbine . Come anticipato la capacità di allineamento della turbina è il fattore che condiziona maggiormente l’efficacia in sito della turbina ed un funzionamento non ottimale rappresenta la maggiore f
to dell’imbardata, come visto, è una caratteristica tipica delle piccole
turbine. Come anticipato la capacità di allineamento della turbina è il fattore Qualenergia S.r.l
i mercato. Esistono altri aspetti importanti che sono emersi dalla gestione del Campo Eolico Sperimentale di Trento. Uno di questi, che viene raramente citato, è l’assorbimento elettrico delle turbine in condizioni di parcheggio. Esiste infatti un discreto impiego di potenza a bordo della turbina per il funzionamento di ausiliari (freni, elettronica di potenza e non) che è attivo anche nei
di questi, che viene raramente citato, è l’assorbimento elettrico delle
turbine in condizioni di parcheggio. Esiste infatti un discreto impiego di potenQualenergia S.r.l
sono reperiti i dati tecnici, e la cui sintesi è riportata in tabella 3, si deducono alcune informazioni importanti: la prima è che dal punto di vista della tipologia, la quasi totalità delle turbine (circa il 99%) è ad asse orizzontale (HAWT) e la massima concentrazione di modelli cade nella sottoclasse 0-10 kW, per la precisione essa rappresenta la quota del 90% (HAWT) e il 99% di quelle
prima è che dal punto di vista della tipologia, la quasi totalità delle
turbine (circa il 99%) è ad asse orizzontale (HAWT) e la massima concentrazione Qualenergia S.r.l
, per cui attualmente poche aziende sono in grado di fornire macchine sufficientemente collaudate e di comprovata robustezza ed efficienza. Tabella 3 – Classificazione del mercato delle mini turbine eoliche. Applicazioni Le miniturbine eoliche sono state originalmente utilizzate in reti isolate (non connesse a reti elettriche nazionali o locali – dette off-grid) con installazioni di rido
ezza ed efficienza. Tabella 3 – Classificazione del mercato delle mini
turbine eoliche. Applicazioni Le miniturbine eoliche sono state originalmente uQualenergia S.r.l
almeno 2,5 milioni di poveri. Applicazioni con connessione alla rete Attualmente, almeno per il mercato europeo e segnatamente domestico, l’area di sviluppo con le maggiori potenzialità per le turbine eoliche di piccole dimensioni è quello che prevede il collegamento alla rete elettrica di sistemi di generazione distribuita di tipo residenziale, industriale o addirittura, ultimamente, urban
amente domestico, l’area di sviluppo con le maggiori potenzialità per le
turbine eoliche di piccole dimensioni è quello che prevede il collegamento alla Qualenergia S.r.l
arallelo con le nuove tendenze nello sviluppo di sistemi di generazione distribuita che forniscono continui impulsi allo sviluppo della tecnologia del minieolico. Lo sviluppo del mercato delle turbine connesse alla rete è facilitato dalla capillare elettrificazione del territorio e promosso dalle tariffe incentivanti che si stanno diffondendo nei vari paesi. In tabella 4 si riporta la situa
sviluppo della tecnologia del minieolico. Lo sviluppo del mercato delle
turbine connesse alla rete è facilitato dalla capillare elettrificazione del terQualenergia S.r.l
vissuta principalmente in Europa, dove esiste un dibattito importante sull'integrazione delle micro e mini macchine nell'ambiente costruito. Dal punto di vista tecnico sono in fase di sviluppo turbine dedicate per questa applicazione, con soluzioni in grado di sfruttare venti ad elevata turbolenza e notevole frequenza di raffiche e macchine sufficientemente silenziose da non alterare il rum
'ambiente costruito. Dal punto di vista tecnico sono in fase di sviluppo
turbine dedicate per questa applicazione, con soluzioni in grado di sfruttare veQualenergia S.r.l
trarre aree destinabili ad altri usi. E’ altresì chiaro che, stante le problematiche ambientali ed architettoniche, lo sviluppo per le aree urbane è reso possibile dalla messa a punto di nuove turbine eoliche espressamente progettate per questo impiego. Figura 25 – Sviluppo per taglia del settore minieolico nel Regno Unito negli anni 2005- 2011 (fonte SWT UK Market report 2011, RenewableUK
viluppo per le aree urbane è reso possibile dalla messa a punto di nuove
turbine eoliche espressamente progettate per questo impiego. Figura 25 – SvilupQualenergia S.r.l
zioni di piccola potenza, è utile analizzare lo sviluppo della storia del mercato del Regno Unito. In questo paese esistono oltre quindici aziende produttrici di modelli commerciali di piccole turbine eoliche. Nel 2009 si è verificato un calo dovuto all’entrata sul mercato della certificazione, come emerge dai dati presentati in figura 25, evento che dopo alcuni mesi di assestamento ha dete
ono oltre quindici aziende produttrici di modelli commerciali di piccole
turbine eoliche. Nel 2009 si è verificato un calo dovuto all’entrata sul mercatoQualenergia S.r.l
nel settore 0-20 kW, con una potenza media di circa 7kW, in crescita negli anni (nel 2006 era di circa 2kW). Le tariffe incentivanti, intervenute nel 2010 hanno lanciato anche il settore delle turbine da 50-100 kW. Va sottolineato che, oltre agli incentivi gli elementi chiave di questo sviluppo sono la chiarezza delle regole amministrative (il percorso autorizzativo si conclude in meno di 6
incentivanti, intervenute nel 2010 hanno lanciato anche il settore delle
turbine da 50-100 kW. Va sottolineato che, oltre agli incentivi gli elementi chiQualenergia S.r.l
sparenza sui prodotti e sulle loro caratteristiche. La British Wind Energy Association ha adottato uno standard per valutare prestazioni, sicurezza, affidabilità ed emissione acustica a cui le turbine eoliche di piccole dimensioni devono essere sottoposte al fine di poter beneficiare di programmi di incentivazione. Un analogo approccio esiste per gli USA. A questo si aggiunge un mercato mol
tare prestazioni, sicurezza, affidabilità ed emissione acustica a cui le
turbine eoliche di piccole dimensioni devono essere sottoposte al fine di poter Qualenergia S.r.l
roven Energy ha lanciato un progetto chiamato Windcrofting™, rivolto ai proprietari terrieri collegati alla rete. In cambio di un 25 anni di locazione, il proprietario riceve un affitto per le turbine installate sulla proprietà, o è previsto l’acquisto ad un prezzo agevolato produrre elettricità. Una società controllata installa, gestisce e mantiene le turbine installate. Indicatori tecnolo
bio di un 25 anni di locazione, il proprietario riceve un affitto per le
turbine installate sulla proprietà, o è previsto l’acquisto ad un prezzo agevolaQualenergia S.r.l
tario riceve un affitto per le turbine installate sulla proprietà, o è previsto l’acquisto ad un prezzo agevolato produrre elettricità. Una società controllata installa, gestisce e mantiene le turbine installate. Indicatori tecnologici delle turbine commerciali Per analizzare e commentare lo stato della tecnologia è stato raccolto un campione di circa 500 turbine nel campo di potenza 0-100
re elettricità. Una società controllata installa, gestisce e mantiene le
turbine installate. Indicatori tecnologici delle turbine commerciali Per analizzQualenergia S.r.l
sulla proprietà, o è previsto l’acquisto ad un prezzo agevolato produrre elettricità. Una società controllata installa, gestisce e mantiene le turbine installate. Indicatori tecnologici delle turbine commerciali Per analizzare e commentare lo stato della tecnologia è stato raccolto un campione di circa 500 turbine nel campo di potenza 0-100 kW. La prima informazione che è emersa da questa
gestisce e mantiene le turbine installate. Indicatori tecnologici delle
turbine commerciali Per analizzare e commentare lo stato della tecnologia è statQualenergia S.r.l
lla, gestisce e mantiene le turbine installate. Indicatori tecnologici delle turbine commerciali Per analizzare e commentare lo stato della tecnologia è stato raccolto un campione di circa 500 turbine nel campo di potenza 0-100 kW. La prima informazione che è emersa da questa operazione è stata che solo per pochi modelli è stato possibile reperire dati completi da brochures o data-sheets pu
tare lo stato della tecnologia è stato raccolto un campione di circa 500
turbine nel campo di potenza 0-100 kW. La prima informazione che è emersa da queQualenergia S.r.l
dettagliate su tutti i prodotti, mentre altri hanno dato informazioni incomplete su tutta la gamma. E’ poi stato difficile distinguere veri costruttori da semplici importatori. Esistono molte turbine provenienti dall’est asiatico ‘ri-targate’ con nomi di aziende europee e italiane. Alla richiesta di informazioni di completamento hanno riposto un numero percentualmente ridotto di costruttor
ile distinguere veri costruttori da semplici importatori. Esistono molte
turbine provenienti dall’est asiatico ‘ri-targate’ con nomi di aziende europee eQualenergia S.r.l
a alcune aziende che hanno fatto la storia dello sviluppo eolico in determinate paesi. La macchina a due pale presenta un rendimento del rotore leggermente inferiore a quella tripala, ma nelle turbine di piccola taglia il peso del rendimento fluidodinamico rappresenta spesso la componente di efficienza meno importante, essendo prevalenti quelle del moltiplicatore meccanico (se presente), el
n rendimento del rotore leggermente inferiore a quella tripala, ma nelle
turbine di piccola taglia il peso del rendimento fluidodinamico rappresenta spesQualenergia S.r.l
ti quelle del moltiplicatore meccanico (se presente), elettrico e di sistemi di controllo non ottimizzato. Le due pale sono spesso adottate con il rotore sottovento, che, come descritto, nelle turbine di piccole dimensioni (con rotori fino a 13-15m di diametro), consente un allineamento passivo al vento. Venendo agli aspetti di carattere tecnologico è istruttiva l’analisi dei diagrammi di f
ono spesso adottate con il rotore sottovento, che, come descritto, nelle
turbine di piccole dimensioni (con rotori fino a 13-15m di diametro), consente uQualenergia S.r.l
nendo agli aspetti di carattere tecnologico è istruttiva l’analisi dei diagrammi di figura 27 che riporta come si ripartiscono percentualmente le principali soluzioni tecnologiche adottate per turbine ad asse orizzontale e verticale. La maggior parte delle macchine adotta pale con calettamento fisso (figura 27a). Questa soluzione è privilegiata nelle turbine di piccola potenza per i minori
iscono percentualmente le principali soluzioni tecnologiche adottate per
turbine ad asse orizzontale e verticale. La maggior parte delle macchine adotta Qualenergia S.r.l
uzioni tecnologiche adottate per turbine ad asse orizzontale e verticale. La maggior parte delle macchine adotta pale con calettamento fisso (figura 27a). Questa soluzione è privilegiata nelle turbine di piccola potenza per i minori costi, mentre al crescere della taglia, per le maggiori spinte e necessità di controllo delle masse in moto, è più comune l’adozione del calettamento ad angolo
n calettamento fisso (figura 27a). Questa soluzione è privilegiata nelle
turbine di piccola potenza per i minori costi, mentre al crescere della taglia, Qualenergia S.r.l
lla figura 27b. Qui compaiono anche le strategie di controllo attraverso la movimentazione della navicella, ovvero tramite l’imbardata laterale e verticale. Queste soluzioni, utilizzate per le turbine delle taglie più piccola, sono quasi del tutto assenti quando la taglia del rotore supera gli 8-10m per le sollecitazioni indotte da questi sistemi di controllo e le complessità di regolazione
te l’imbardata laterale e verticale. Queste soluzioni, utilizzate per le
turbine delle taglie più piccola, sono quasi del tutto assenti quando la taglia Qualenergia S.r.l
sta diventando la più diffusa nelle macchine di piccola taglia. Essa è possibile grazie alla tecnologia di generatori a velocità variabile associata ai convertitori di potenza elettronica. Le turbine di piccola taglia sono progettate per ruotare a velocità superiori rispetto a quelle di grande taglia e questo fatto semplifica anche la scelta dei generatori elettrici che devono avere relati
velocità variabile associata ai convertitori di potenza elettronica. Le
turbine di piccola taglia sono progettate per ruotare a velocità superiori rispeQualenergia S.r.l
le navicelle più compatte e leggere. Figura 26 – Distribuzione del numero di pale delle macchine ad asse orizzontale e verticale. Figura 27 - Principali soluzioni tecnologiche adottate per turbine ad asse orizzontale e verticale. A valle del generatore sincrono va sempre previsto l’inverter, o convertitore DC/AC. Mentre fino a qualche anno fa la maggior parte degli inverter utilizzati
e verticale. Figura 27 - Principali soluzioni tecnologiche adottate per
turbine ad asse orizzontale e verticale. A valle del generatore sincrono va semQualenergia S.r.l
e modalità costruttive delle pale, la fibra di vetro rinforzata è la tecnologia più diffusa (64%) per le macchine ad asse orizzontale (figura 28a), seguita dalla fibra di carbonio (16%). Nelle turbine ad asse verticale, oltre all’impiego della fibra di vetro rinforzata, è invalso l’uso di pale metalliche, poiché molte tipologie richiedono pale a corda costante facilmente ottenibili con tecn
e orizzontale (figura 28a), seguita dalla fibra di carbonio (16%). Nelle
turbine ad asse verticale, oltre all’impiego della fibra di vetro rinforzata, è Qualenergia S.r.l
, mentre i siti nordeuropei o ad elevata ventosità (siti classe I e II) dovrebbero adottare macchine con valori superiori. Figura 30 – La potenza specifica (W/m2) in funzione del diametro per turbine ad asse orizzontale. Valori di potenza specifica bassi nei siti a bassa ventosità consentono infatti produzioni più elevate di energia elettrica, per cui, riassumendo, per questi siti, a pari
i. Figura 30 – La potenza specifica (W/m2) in funzione del diametro per
turbine ad asse orizzontale. Valori di potenza specifica bassi nei siti a bassaQualenergia S.r.l
, a parità di potenza installata, vanno scelte macchine con grandi diametri. Venendo all’analisi dei coefficienti di potenza alle condizioni di velocità nominale, riportati in figura 31 per le turbine di taglia 0-10 kW e in figura 32 per quelle di taglia 10-100kW, si nota anche qui una notevole dispersione dei valori e alcune incongruenze. Infatti alcuni modelli (regione A di figura 31) pre
enza alle condizioni di velocità nominale, riportati in figura 31 per le
turbine di taglia 0-10 kW e in figura 32 per quelle di taglia 10-100kW, si nota Qualenergia S.r.l
o elevato indica generalmente che ci si trova di fronte a modelli le cui prestazioni non sono state validate in campo e derivano o da modelli teorici o empirici. Si ricorda qui che le migliori turbine di grandissima potenza hanno coefficienti di potenza che in pochissimi casi eccedono 0,5, per cui è tecnicamente impossibile per macchine più piccole, stanti gli intriseci bassi rendimenti flu
derivano o da modelli teorici o empirici. Si ricorda qui che le migliori
turbine di grandissima potenza hanno coefficienti di potenza che in pochissimi cQualenergia S.r.l
enza nominale differenziato per macchine di taglia compresa fra 0 e 10 kW e fra 10 e 200 kW. Esso viene presentato in funzione della potenza. Si nota anzitutto il maggiore costo unitario delle turbine di classe minore (0-10 kW) rispetto a quello delle macchine di taglia maggiore (10- 200 kW). Nella classe delle micro macchine sono presenti in assoluto i costi più alti. Risulta poi per entra
nzione della potenza. Si nota anzitutto il maggiore costo unitario delle
turbine di classe minore (0-10 kW) rispetto a quello delle macchine di taglia maQualenergia S.r.l
ta poi per entrambe le classi che il costo unitario decresca al crescere della potenza. Analizzando il dato alla luce del parametro della potenza specifica si genera la figura 34. Mentre nelle turbine della classe inferiore esso risulta abbastanza indipendente da questo parametro, indice di una non ancora raggiunta maturità progettuale, nella sottoclasse maggiore il costo specifico risulta
l parametro della potenza specifica si genera la figura 34. Mentre nelle
turbine della classe inferiore esso risulta abbastanza indipendente da questo paQualenergia S.r.l
e maggiore il costo specifico risulta tendenzialmente decrescere al crescere del parametro SRO, indicando come l’adozione di valori minori del diametro a parità di potenza installata conduca a turbine più leggere e quindi tendenzialmente meno costose. Figura 32 - Analisi dei coefficienti di potenza alle condizioni di velocità nominale per la classe 10-200 kW. Figura 33 - Analisi dei costi
e di valori minori del diametro a parità di potenza installata conduca a
turbine più leggere e quindi tendenzialmente meno costose. Figura 32 - Analisi Qualenergia S.r.l
osto di produzione dell’energia elettrica degli impianti considerati. In figura 37 vengono presentati i risultati del costo di produzione dell’energia elettrica di un campione significativo di turbine che presentano dati certi sull’attendibilità della curva di potenza e quindi sulle previsioni dell’energia annua ottenibile. Sono stati scelti due siti di ventosità differente, 4,5m/s e 6m/s,
sto di produzione dell’energia elettrica di un campione significativo di
turbine che presentano dati certi sull’attendibilità della curva di potenza e quQualenergia S.r.l
a chi la predisponga, rappresenta sempre la testimonianza di uno stato di maturità tecnologica e funzionale della turbina. La certificazione segue le prescrizioni delle norme IEC 61400 (per le turbine di piccola taglia in particolare la norma IEC 61400-2 - si applica a rotori ad asse orizzontale con area spazzata minore di 200 m2 , con una voltaggio generato al di sotto di 1000V AC o 1500 V
a. La certificazione segue le prescrizioni delle norme IEC 61400 (per le
turbine di piccola taglia in particolare la norma IEC 61400-2 - si applica a rotQualenergia S.r.l
n ben determinato valore dell’incertezza. Questo è un punto che seppure rappresenti uno standard riconosciuto per le macchine di grande taglia, lascia ancora ampi margini di arbitrarietà nelle turbine di piccola taglia. Allo stato attuale oltre il 90% delle turbine di taglia fino a 200kW non dispone di curva di potenza certificata, per cui la previsione delle prestazioni in campo lascia amp
chine di grande taglia, lascia ancora ampi margini di arbitrarietà nelle
turbine di piccola taglia. Allo stato attuale oltre il 90% delle turbine di taglQualenergia S.r.l
eppure rappresenti uno standard riconosciuto per le macchine di grande taglia, lascia ancora ampi margini di arbitrarietà nelle turbine di piccola taglia. Allo stato attuale oltre il 90% delle turbine di taglia fino a 200kW non dispone di curva di potenza certificata, per cui la previsione delle prestazioni in campo lascia ampissimi margini di incertezza. A titolo di esempio viene riportato
à nelle turbine di piccola taglia. Allo stato attuale oltre il 90% delle
turbine di taglia fino a 200kW non dispone di curva di potenza certificata, per Qualenergia S.r.l
previsione delle prestazioni in campo lascia ampissimi margini di incertezza. A titolo di esempio viene riportato nella figura 41 il risultato della ricostruzione delle curve di potenza di due turbine di piccola potenza secondo norme IEC 61400 e il confronto con le relative curve dichiarate dai costruttori. Figura 40 - Esempio di prove condotte per valutare le caratteristiche dinamiche e
figura 41 il risultato della ricostruzione delle curve di potenza di due
turbine di piccola potenza secondo norme IEC 61400 e il confronto con le relativQualenergia S.r.l
llo di incertezza è presente sistematicamente), nel caso A si riscontreranno valori di produzione anche del 50% inferiori a quelli attesi. Figura 42 – Esempio di certificazione energetica di turbine eoliche in accordo con la norma BWEA. Nel Regno Unito vige da alcuni anni (Small Wind Turbine Performance And Safety Standard - BWEA 2008) l’obbligatorietà della certificazione energetica del
i a quelli attesi. Figura 42 – Esempio di certificazione energetica di
turbine eoliche in accordo con la norma BWEA. Nel Regno Unito vige da alcuni anQualenergia S.r.l
ne anche del 50% inferiori a quelli attesi. Figura 42 – Esempio di certificazione energetica di turbine eoliche in accordo con la norma BWEA. Nel Regno Unito vige da alcuni anni (Small Wind Turbine Performance And Safety Standard - BWEA 2008) l’obbligatorietà della certificazione energetica della turbina, ovvero il costruttore deve dichiarare (con autodichiarazione o attraverso enti terz
ordo con la norma BWEA. Nel Regno Unito vige da alcuni anni (Small Wind
Turbine Performance And Safety Standard - BWEA 2008) l’obbligatorietà della certQualenergia S.r.l
criteri di sicurezza, prestazioni e durata;  dà protezione al consumatore;  dà credibilità a questo settore industriale. Figura 43 – Rappresentazione delle proporzioni fra grandi e piccole turbine rispetto alla dimensione dell’edificio. 9. CRITERI DI INSTALLAZIONE – SITI EXTRAURBANI Per ottenere previsioni della produzione di energia in un determinato sito è essenziale disporre di indi
e. Figura 43 – Rappresentazione delle proporzioni fra grandi e piccole
turbine rispetto alla dimensione dell’edificio. 9. CRITERI DI INSTALLAZIONE – SQualenergia S.r.l
mente a quanto viene spesso riportato, le indicazioni accurate della velocità sono essenziali per il grande eolico ma ancora di più per il minieolico. Infatti nelle applicazioni minieoliche le turbine sono relativamente vicine a terra, per cui esse risentono dell’orografia e della presenza di ostacoli (edifici, vegetazione) molto più che le turbine di grande taglia, come riportato in figura
cora di più per il minieolico. Infatti nelle applicazioni minieoliche le
turbine sono relativamente vicine a terra, per cui esse risentono dell’orografiaQualenergia S.r.l
Infatti nelle applicazioni minieoliche le turbine sono relativamente vicine a terra, per cui esse risentono dell’orografia e della presenza di ostacoli (edifici, vegetazione) molto più che le turbine di grande taglia, come riportato in figura 43 che indica una rappresentazione in scala delle proporzioni fra turbine di grande e piccola taglia. Molti studi e ricerche hanno chiarito che le mi
fia e della presenza di ostacoli (edifici, vegetazione) molto più che le
turbine di grande taglia, come riportato in figura 43 che indica una rappresentaQualenergia S.r.l
grafia e della presenza di ostacoli (edifici, vegetazione) molto più che le turbine di grande taglia, come riportato in figura 43 che indica una rappresentazione in scala delle proporzioni fra turbine di grande e piccola taglia. Molti studi e ricerche hanno chiarito che le misure in campo sono insostituibili per valutare l’effettiva ventosità di un sito eolico e devono essere estese per un
figura 43 che indica una rappresentazione in scala delle proporzioni fra
turbine di grande e piccola taglia. Molti studi e ricerche hanno chiarito che leQualenergia S.r.l
ena fluida riacquista circa l’85% del suo valore a monte dell’edificio ad una distanza di 20H). Un discorso a parte meritano i miniparchi eolici, poiché per essi la disposizione ottimale delle turbine va effettuata seguendo le medesime regole utilizzate per i progetto dei grandi parchi. Figura 44 – Criteri di installazione delle miniturbine eoliche in ambiente extraurbano. 10. CRITERI DI
tano i miniparchi eolici, poiché per essi la disposizione ottimale delle
turbine va effettuata seguendo le medesime regole utilizzate per i progetto dei Qualenergia S.r.l
zione dell’Energy Saving Trust inglese che riporta un confronto fra le velocità del vento previste (annual average windspeed) con quelle effettivamente misurate (site anemometer windspeed) per turbine installate in prossimità ad edifici o sopra di essi. I modelli meteorologici classici (NOABL) e le stazioni di misura (Measured MeT) sovrastimano in generale la risorsa in tutti i siti urbani
peed) con quelle effettivamente misurate (site anemometer windspeed) per
turbine installate in prossimità ad edifici o sopra di essi. I modelli meteoroloQualenergia S.r.l
i o sopra di essi. I modelli meteorologici classici (NOABL) e le stazioni di misura (Measured MeT) sovrastimano in generale la risorsa in tutti i siti urbani e in particolare in quelli dove le turbine sono montate sugli edifici. Ciò è dovuto agli effetti della tessitura urbana locale ed i fenomeni di bloccaggio indotti dagli edifici. Questo comporta che la produzione sia significativamente
ale la risorsa in tutti i siti urbani e in particolare in quelli dove le
turbine sono montate sugli edifici. Ciò è dovuto agli effetti della tessitura urQualenergia S.r.l
ra 46 – Criteri di installazione delle miniturbine eoliche in ambiente urbano. I numerosi studi pubblicati nel Regno Unito negli ultimi anni, dove più intensa si è fatta la sperimentazione di turbine sugli edifici. Si citi per tutti il Progetto Warwick Encraft Vento Trials che ha coperto 168950 ore di funzionamento di turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti turbine eoliche di cin
ito negli ultimi anni, dove più intensa si è fatta la sperimentazione di
turbine sugli edifici. Si citi per tutti il Progetto Warwick Encraft Vento TrialQualenergia S.r.l
i ultimi anni, dove più intensa si è fatta la sperimentazione di turbine sugli edifici. Si citi per tutti il Progetto Warwick Encraft Vento Trials che ha coperto 168950 ore di funzionamento di turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti turbine eoliche di cinque produttori di tutto il Regno Unito dal 2007 al 2008. Queste turbine sono stati montate in siti che vanno da tipologie teoric
rwick Encraft Vento Trials che ha coperto 168950 ore di funzionamento di
turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti turbine eoliche di cinque prodQualenergia S.r.l
imentazione di turbine sugli edifici. Si citi per tutti il Progetto Warwick Encraft Vento Trials che ha coperto 168950 ore di funzionamento di turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti turbine eoliche di cinque produttori di tutto il Regno Unito dal 2007 al 2008. Queste turbine sono stati montate in siti che vanno da tipologie teoricamente scarse (singoli edifici a due piani urbani
re di funzionamento di turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti
turbine eoliche di cinque produttori di tutto il Regno Unito dal 2007 al 2008. QQualenergia S.r.l
nto Trials che ha coperto 168950 ore di funzionamento di turbine montate su edifici in 26 siti utilizzanti turbine eoliche di cinque produttori di tutto il Regno Unito dal 2007 al 2008. Queste turbine sono stati montate in siti che vanno da tipologie teoricamente scarse (singoli edifici a due piani urbani fino ad alcuni teoricamente eccellenti a quote di 45m su appartamenti alti esposti in
he di cinque produttori di tutto il Regno Unito dal 2007 al 2008. Queste
turbine sono stati montate in siti che vanno da tipologie teoricamente scarse (sQualenergia S.r.l
ato è riconducibile a tre motivi fondamentali: il primo è dovuto alla risorsa in sé che viene drasticamente ridotta dall’ambiente urbano, il secondo è dovuta a problemi di natura tecnica delle turbine che spesso hanno prestazioni molto difformi da quanto dichiarato dai costruttori (curve di potenza non rispondenti al comportamento in campo o il fatto che le condizioni ambientali hanno effet
’ambiente urbano, il secondo è dovuta a problemi di natura tecnica delle
turbine che spesso hanno prestazioni molto difformi da quanto dichiarato dai cosQualenergia S.r.l
esempio non rispetta i semplici requisiti indicati in precedenza (ad esempio mancato rispetto delle distanze minime indicate). Figura 47 – Esempio di installazione su edificio predisposto di turbine eoliche ad asse verticale. 11. VALUTAZIONI SUL POTENZIALE MINIEOLICO IN ITALIA Il territorio italiano è caratterizzato da una ventosità media molto difforme. Come si deduce dalle mappe eolich
icate). Figura 47 – Esempio di installazione su edificio predisposto di
turbine eoliche ad asse verticale. 11. VALUTAZIONI SUL POTENZIALE MINIEOLICO INQualenergia S.r.l
possono qui giocare un ruolo cruciale.  Esistenza di metodi di rilevamento economici della risorsa eolica o sistemi di mappatura affidabili. Generalmente la quasi totalità delle mini e micro turbine viene istallata senza una preventiva indagine sulla risorsa eolica. Questa situazione deriva dal fatto che la campagna anemometrica è un costo fisso che può rappresentare una frazione consider
mappatura affidabili. Generalmente la quasi totalità delle mini e micro
turbine viene istallata senza una preventiva indagine sulla risorsa eolica. QuesQualenergia S.r.l
turbine eoliche G.A. Zanetta Giugno 2008 Area: Produzione e Fonti Energetiche Rapporto SSG Sistemi di Generazione Contratto Accordo di programma con il Ministero dello Sviluppo Economico ai sen
Problematiche e dati di emissione di rumore sulle attuali
turbine eoliche G.A. Zanetta Giugno 2008 Area: Produzione e Fonti EnergeticheCESI Ricerca S.p.A.
3 marzo 2006 per le attività di ricerca e sviluppo di interesse generale per il sistema elettrico. Piano Annuale di realizzazione 2008 Problematiche e dati di emissione di rumore sulle attuali turbine eoliche Oggetto Area Progetto Deliverable Note PUBBLICATO 08002929 (PAD - 799493) PRODUZIONE E FONTI ENERGETICHE Produzione di energia da fonte eolica con particolare riferimento ai sistemi
izzazione 2008 Problematiche e dati di emissione di rumore sulle attuali
turbine eoliche Oggetto Area Progetto Deliverable Note PUBBLICATO 08002929 (PACESI Ricerca S.p.A.
ro interamente versato Registro Imprese di Milano, C.F. e P.IVA 05058230961 N. R.E.A. 1793295 ISO 9001: 2000 CH-32919 Indice SOMMARIO. INTRODUZIONE . 4 MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE TURBINE EOLICHE . 6 PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA. 14 NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHE DI MISURA. 17 RACCOLTA DI DATI DI E
ndice SOMMARIO. INTRODUZIONE . 4 MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE
TURBINE EOLICHE . 6 PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DACESI Ricerca S.p.A.
. 1793295 ISO 9001: 2000 CH-32919 Indice SOMMARIO. INTRODUZIONE . 4 MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE TURBINE EOLICHE . 6 PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA. 14 NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHE DI MISURA. 17 RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE TURBINE EOLICHE. 25 ELABORAZIONE DEI DATI DI EMISSIONE DI R
ICHE . 6 PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE
TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA. 14 NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHECESI Ricerca S.p.A.
E CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA. 14 NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHE DI MISURA. 17 RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE TURBINE EOLICHE. 25 ELABORAZIONE DEI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE. 29 6.1 6.2 7 Livelli di potenza sonora. 29 Spettri di potenza sonora. 33 CONCLUSIONI. 36 RIFERIMENTI . 37 APPENDICE 1. 39 APPENDICE
E E TECNICHE DI MISURA. 17 RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE
TURBINE EOLICHE. 25 ELABORAZIONE DEI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE. 29 6.1 6.2 7 LCESI Ricerca S.p.A.
la percezione degli effetti del rumore nelle aree limitrofe agli impianti, il quadro legislativo e normativo di settore. Sono stati quindi raccolti ed elaborati dati di emissione di rumore per turbine di media e grande potenza, sulla base dei quali si sono calcolati valori di validità generale dei livelli di emissione a velocità del vento tipiche del calcolo previsionale per classi di poten
Sono stati quindi raccolti ed elaborati dati di emissione di rumore per
turbine di media e grande potenza, sulla base dei quali si sono calcolati valoriCESI Ricerca S.p.A.
valori di validità generale dei livelli di emissione a velocità del vento tipiche del calcolo previsionale per classi di potenza delle macchine, ovvero in funzione del diametro di rotore delle turbine o della velocità del vento; è stato anche esaminato l'effetto sul livello di rumore emesso dell'altezza del mozzo della turbina. E' stata definita l'incidenza percentuale sul parco macchine de
potenza delle macchine, ovvero in funzione del diametro di rotore delle
turbine o della velocità del vento; è stato anche esaminato l'effetto sul livellCESI Ricerca S.p.A.
denza percentuale sul parco macchine del rumore tonale, che può comportare penalizzazioni in fase di autorizzazione. E' stato poi ottenuta una distribuzione spettrale in frequenza tipica delle turbine eoliche di validità generale. Questi risultati mettono a disposizione informazioni sufficientemente affidabili in sede di calcolo acustico previsionale, almeno per un primo progetto di fattibi
stato poi ottenuta una distribuzione spettrale in frequenza tipica delle
turbine eoliche di validità generale. Questi risultati mettono a disposizione inCESI Ricerca S.p.A.
ie ad un aumento nell'anno di 603 MW, associato all'installazione di 368 nuove unità. I nuovi parchi eolici includono macchine di potenza compresa tra gli 800 kW ed i 3.0 MW, con prevalenza di turbine da 850 kW (132 unità) e da 2.0 MW (115 Unità) e con potenza media prossima a 1650 kW. Tra le nuove installazioni vi sono anche 36 unità da 3.0 MW, anche se un freno all'installazione delle mac
cchine di potenza compresa tra gli 800 kW ed i 3.0 MW, con prevalenza di
turbine da 850 kW (132 unità) e da 2.0 MW (115 Unità) e con potenza media prossiCESI Ricerca S.p.A.
orsono. Grazie anche ai contributi di numerosi progetti europei espressamente dedicati alla problematica del rumore (vedasi Appendice 1), il problema è stato affrontato efficacemente e nelle turbine di ultima generazione è stata ottenuta una significativa mitigazione del rumore emesso. Benché i moderni parchi eolici non siano particolarmente rumorosi in termini assoluti e lo siano in gene
dasi Appendice 1), il problema è stato affrontato efficacemente e nelle
turbine di ultima generazione è stata ottenuta una significativa mitigazione delCESI Ricerca S.p.A.
adempimenti ineludibili per la progettazione, realizzazione e messa in esercizio di nuove installazioni. Risulta perciò utile richiamare brevemente i meccanismi di generazione del rumore nelle turbine eoliche, illustrare gli elementi legislativi e normativi che presiedono alla verifica della immissione di rumore e alla misura delle emissioni di una turbina eolica e fornire informazioni quan
utile richiamare brevemente i meccanismi di generazione del rumore nelle
turbine eoliche, illustrare gli elementi legislativi e normativi che presiedono CESI Ricerca S.p.A.
stesura delle specifiche di fornitura di una nuova installazione su un sito prescelto. In particolare, nel rapporto vengono quindi documentati i valori numerici tipici di potenza sonora delle turbine eoliche, sia come valori globali sia come spettri in frequenza. I dati sono stati elaborati per quanto possibile con riferimento a fasce di potenza delle macchine e a caratteristiche costrutti
gono quindi documentati i valori numerici tipici di potenza sonora delle
turbine eoliche, sia come valori globali sia come spettri in frequenza. I dati sCESI Ricerca S.p.A.
uenza. I dati sono stati elaborati per quanto possibile con riferimento a fasce di potenza delle macchine e a caratteristiche costruttive e di esercizio. L'attenzione è stata focalizzata sulle turbine di media e grande potenza che sono quelle di preponderante interesse nelle installazioni recenti ed in quelle future. MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE TURBINE EOLICHE La potenza acust
tiche costruttive e di esercizio. L'attenzione è stata focalizzata sulle
turbine di media e grande potenza che sono quelle di preponderante interesse nelCESI Ricerca S.p.A.
è stata focalizzata sulle turbine di media e grande potenza che sono quelle di preponderante interesse nelle installazioni recenti ed in quelle future. MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE TURBINE EOLICHE La potenza acustica emessa da una turbina eolica si compone in prima analisi di due diversi contributi: il rumore meccanico ed il rumore aerodinamico. Il rumore meccanico trae origine
ni recenti ed in quelle future. MECCANISMI DI EMISSIONE DI RUMORE NELLE
TURBINE EOLICHE La potenza acustica emessa da una turbina eolica si compone in CESI Ricerca S.p.A.
lente ed è quella che ha posto le maggiori difficoltà di controllo a livello progettuale. Un buon compendio dei meccanismi di emissione di rumore e delle problematiche connesse al rumore delle turbine eoliche in genere è contenuto in [2], da cui sono tratte buona parte delle note seguenti; gli autori del libro di testo [2] hanno preso parte a numerosi progetti europei in argomento. In Fig.
mi di emissione di rumore e delle problematiche connesse al rumore delle
turbine eoliche in genere è contenuto in [2], da cui sono tratte buona parte delCESI Ricerca S.p.A.
ioni. Il rumore degli ingranaggi, prevalente tra quelli di origine meccanica, è trasmesso per via strutturale e può essere caratterizzato da componenti tonali, soggette a penalizzazione. Nelle turbine di recente costruzione, gli ingranaggi sono stati realizzati con denti elicoidali (che riducono il rumore di circa 1 dB per 1° di angolo dell'elica) e con speciali tecniche di realizzazione ch
re caratterizzato da componenti tonali, soggette a penalizzazione. Nelle
turbine di recente costruzione, gli ingranaggi sono stati realizzati con denti eCESI Ricerca S.p.A.
e con risonanze strutturali di edifici, provocare disagi fisiologici alle persone o essere di disturbo per la fauna, in particolare marina. Tali effetti sono ovviamente molto più marcati nelle turbine in cui il rotore è sottovento rispetto alla torre ("downwind turbines"), ciò che non è più il caso nelle moderne turbine di media e grande potenza ("upwind turbines"), per le quali si possono
particolare marina. Tali effetti sono ovviamente molto più marcati nelle
turbine in cui il rotore è sottovento rispetto alla torre ("downwind turbines"),CESI Ricerca S.p.A.
articolare marina. Tali effetti sono ovviamente molto più marcati nelle turbine in cui il rotore è sottovento rispetto alla torre ("downwind turbines"), ciò che non è più il caso nelle moderne turbine di media e grande potenza ("upwind turbines"), per le quali si possono piuttosto avere effetti secondari di scia da altre turbine. L'effetto della turbolenza insita nel vento all'ingresso dell
lla torre ("downwind turbines"), ciò che non è più il caso nelle moderne
turbine di media e grande potenza ("upwind turbines"), per le quali si possono pCESI Ricerca S.p.A.
("downwind turbines"), ciò che non è più il caso nelle moderne turbine di media e grande potenza ("upwind turbines"), per le quali si possono piuttosto avere effetti secondari di scia da altre turbine . L'effetto della turbolenza insita nel vento all'ingresso della superficie della pala ("inflow turbulence") genera rumore a larga banda in un range di frequenza fino a 1 kHz ed è percepito com
r le quali si possono piuttosto avere effetti secondari di scia da altre
turbine. L'effetto della turbolenza insita nel vento all'ingresso della superficCESI Ricerca S.p.A.
ropei del programma Joule II sono stati studiati e sperimentati, sia in laboratorio sia in campo, diversi profili di estremità di pala, a volte con risultati controversi [2]. Prove in campo su turbine commerciali hanno indicato che il miglior profilo dal punto di vista della emissione di rumore era quello "a coltello" indicato come LM 14.4 in Fig. 2.06a. Lo stesso tipo di profilo di estremi
remità di pala, a volte con risultati controversi [2]. Prove in campo su
turbine commerciali hanno indicato che il miglior profilo dal punto di vista delCESI Ricerca S.p.A.
profilo dal punto di vista della emissione di rumore era quello "a coltello" indicato come LM 14.4 in Fig. 2.06a. Lo stesso tipo di profilo di estremità della pala è adottato per esempio nelle turbine di grande potenza della Mitsubishi2 (Fig. 2.06b). a b Fig. 2.06 - Profili di estremità delle pale per la riduzione del rumore. Pareri discordi esistevano anche circa l'importanza relativa del
sso tipo di profilo di estremità della pala è adottato per esempio nelle
turbine di grande potenza della Mitsubishi2 (Fig. 2.06b). a b Fig. 2.06 - ProfiCESI Ricerca S.p.A.
le Energy Laboratory (NREL) americano [6] e dal codice SILANT [7]. I modelli di base sono comunque sostanzialmente gli stessi. Un approfondimento sui modelli predittivi del rumore emesso dalle turbine eoliche è al di fuori degli scopi di questo rapporto. Di seguito si richiamano solo alcune semplici formulazioni tratte da [2], risalenti ai primi anni 1990, che dovrebbero consentire una stim
tessi. Un approfondimento sui modelli predittivi del rumore emesso dalle
turbine eoliche è al di fuori degli scopi di questo rapporto. Di seguito si richCESI Ricerca S.p.A.
ni di impatto acustico in un nuovo sito. Bisogna considerare che, proprio per il fatto di essere abbastanza datate, è lecito supporre che le formule proposte siano state elaborate in realtà su turbine ben più rumorose di quelle più recenti. Considerazioni non molto diverse sono comunque riportate in [2], dove gli istogrammi riprodotti in Fig. 2.09 mettono a confronto le tre stime con valori
cito supporre che le formule proposte siano state elaborate in realtà su
turbine ben più rumorose di quelle più recenti. Considerazioni non molto diverseCESI Ricerca S.p.A.
lle più recenti. Considerazioni non molto diverse sono comunque riportate in [2], dove gli istogrammi riprodotti in Fig. 2.09 mettono a confronto le tre stime con valori misurati per 4 diverse turbine di taglia differente. Fig. 2.09 - Stime del rumore emesso per diverse turbine eoliche. Anche in questo caso la formula di Hagg dava valori sottostimati rispetto alle altre due per le tre turb
2.09 mettono a confronto le tre stime con valori misurati per 4 diverse
turbine di taglia differente. Fig. 2.09 - Stime del rumore emesso per diverse tCESI Ricerca S.p.A.
], dove gli istogrammi riprodotti in Fig. 2.09 mettono a confronto le tre stime con valori misurati per 4 diverse turbine di taglia differente. Fig. 2.09 - Stime del rumore emesso per diverse turbine eoliche. Anche in questo caso la formula di Hagg dava valori sottostimati rispetto alle altre due per le tre turbine di grossa taglia, ma non per questo più coerenti con i valori misurati. Le
e di taglia differente. Fig. 2.09 - Stime del rumore emesso per diverse
turbine eoliche. Anche in questo caso la formula di Hagg dava valori sottostimatCESI Ricerca S.p.A.
bine di taglia differente. Fig. 2.09 - Stime del rumore emesso per diverse turbine eoliche. Anche in questo caso la formula di Hagg dava valori sottostimati rispetto alle altre due per le tre turbine di grossa taglia, ma non per questo più coerenti con i valori misurati. Le formule (2.02) di Lowson e (2.04) di Hagg, appena sopra citate, suggeriscono peraltro come possa essere contenuto in
mula di Hagg dava valori sottostimati rispetto alle altre due per le tre
turbine di grossa taglia, ma non per questo più coerenti con i valori misurati. CESI Ricerca S.p.A.
ig. 2.11 - Schema di principio delle azioni del vento sulla pala. Come riportato in [2], nel corso del progetto europeo DEWI (vedasi Appendice 1) valutazioni a calcolo e misure sperimentali su turbine commerciali avevano portato a concludere che una riduzione di 1° dell'angolo di passo comporta una riduzione della potenza sonora emessa pari a circa 1 dBA. Anche questo provvedimento tuttavia
DEWI (vedasi Appendice 1) valutazioni a calcolo e misure sperimentali su
turbine commerciali avevano portato a concludere che una riduzione di 1° dell'anCESI Ricerca S.p.A.
e quest'ultima non dovesse costituire un vincolo significativo, come forse potrebbe essere nel caso di installazioni off-shore. PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA Nell'introduzione si è fatto cenno alle attuali problematiche concernenti l'immissione di rumore nelle aree circostanti i parchi eolici. E' interessante veri
-shore. PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA IMMISSIONE DI RUMORE PRODOTTO DALLE
TURBINE EOLICHE DI MEDIA O GRANDE POTENZA Nell'introduzione si è fatto cenno alCESI Ricerca S.p.A.
la ricerca su palettature più silenziose continua, non tanto per il rumore emesso in sè, in quanto il rumore è "un problema minore", quanto per il fatto di poter incrementare la potenza delle turbine aumentando la velocità di rotazione, evidentemente a parità di rumore emesso. Non diversamente sul sito4 di AWEA (American Wind Energy Association) si legge che "il rumore era una preoccupazio
lema minore", quanto per il fatto di poter incrementare la potenza delle
turbine aumentando la velocità di rotazione, evidentemente a parità di rumore emCESI Ricerca S.p.A.
i rotazione, evidentemente a parità di rumore emesso. Non diversamente sul sito4 di AWEA (American Wind Energy Association) si legge che "il rumore era una preoccupazione nei primi progetti di turbine eoliche, ma esso è stato ampiamente eliminato come problema per mezzo di un miglior progetto e con un adeguato allontanamento da insediamenti residenziali". Anche in questo caso una distanza d
on) si legge che "il rumore era una preoccupazione nei primi progetti di
turbine eoliche, ma esso è stato ampiamente eliminato come problema per mezzo diCESI Ricerca S.p.A.
ne di raccogliere e diffondere informazioni non orientate sulle problematiche della energia eolica. In particolare, sul sito si trova una sezione dedicata ai problemi del rumore generato dalle turbine eoliche, che alla data di accesso raccoglieva 45 documenti in materia. Alcuni degli articoli ivi raccolti si trovano anche su un sito ambientalista inglese8 (che riporta anche un nutrito elenc
sito si trova una sezione dedicata ai problemi del rumore generato dalle
turbine eoliche, che alla data di accesso raccoglieva 45 documenti in materia. ACESI Ricerca S.p.A.
nche su un sito ambientalista inglese8 (che riporta anche un nutrito elenco di pubblicazioni sugli effetti sulla salute del rumore in generale, ivi inclusi anche articoli relativi al rumore da turbine eoliche) e su uno americano9. Tra gli altri contributi, un recente rapporto medico inglese [12] relativo agli effetti sulla salute dal rumore emesso dalle turbine eoliche, citato anche in nume
del rumore in generale, ivi inclusi anche articoli relativi al rumore da
turbine eoliche) e su uno americano9. Tra gli altri contributi, un recente rappoCESI Ricerca S.p.A.
rticoli relativi al rumore da turbine eoliche) e su uno americano9. Tra gli altri contributi, un recente rapporto medico inglese [12] relativo agli effetti sulla salute dal rumore emesso dalle turbine eoliche, citato anche in numerosi altri siti, enfatizza i disturbi alla salute nei residenti in prossimità di parchi eolici provocati soprattutto da rumore a bassa frequenza, anche al di sotto
inglese [12] relativo agli effetti sulla salute dal rumore emesso dalle
turbine eoliche, citato anche in numerosi altri siti, enfatizza i disturbi alla CESI Ricerca S.p.A.
di parchi eolici provocati soprattutto da rumore a bassa frequenza, anche al di sotto dei 20 Hz, e da effetti di battimento del rumore, legati alla combinazione del rumore emesso dalle diverse turbine del parco. Nella appendice il rapporto documenta numerose testimonianze di persone più o meno pesantemente disturbate dal rumore. Nel rapporto si conclude che la distanza minima da una turbina
nto del rumore, legati alla combinazione del rumore emesso dalle diverse
turbine del parco. Nella appendice il rapporto documenta numerose testimonianze CESI Ricerca S.p.A.
sidenziale dovrebbe essere non inferiore a 1.0÷1.5 miglia (1600÷2400 m). Un secondo rapporto redatto da due medici inglesi [13], dichiaratamente dedicato a problematiche legate ad impianti con turbine eoliche di altezza non inferiore a 50 m e con potenza nominale compresa tra 0.75 e 2.0 MW, documenta un consistente numero di casi in cui sono stati lamentati problemi di disturbi alla salute
si [13], dichiaratamente dedicato a problematiche legate ad impianti con
turbine eoliche di altezza non inferiore a 50 m e con potenza nominale compresa CESI Ricerca S.p.A.
minima per l'installazione di parchi eolici di 2 km rispetto ai residenti. Un rapporto prodotto dalla Noise Association10 inglese [15] affronta il problema degli effetti del rumore dovuto alle turbine installate a terra (on-shore) e rileva la discordanza di pareri sull'impatto del rumore da parte di diversi esperti di acustica. Uno degli aspetti discordanti riguarda la misura del valore eff
0 inglese [15] affronta il problema degli effetti del rumore dovuto alle
turbine installate a terra (on-shore) e rileva la discordanza di pareri sull'impCESI Ricerca S.p.A.
ti nocivi sulla salute, conclude che andrebbe preservata una distanza non inferiore a 1÷1.5 miglia tra insediamenti residenziali e parchi eolici. Per la valutazione dell'impatto acustico delle turbine eoliche, suggerisce inoltre l'adozione della pesatura "C". Una rassegna abbastanza recente delle problematiche del disturbo da rumore delle turbine eoliche è stata prodotta per la Swedish Envi
denziali e parchi eolici. Per la valutazione dell'impatto acustico delle
turbine eoliche, suggerisce inoltre l'adozione della pesatura "C". Una rassegna CESI Ricerca S.p.A.
r la valutazione dell'impatto acustico delle turbine eoliche, suggerisce inoltre l'adozione della pesatura "C". Una rassegna abbastanza recente delle problematiche del disturbo da rumore delle turbine eoliche è stata prodotta per la Swedish Environmental Protection Agency [16]. Lo studio conclude che indagini statistiche effettuate tra residenti in prossimità dei parchi eolici dimostrano ch
egna abbastanza recente delle problematiche del disturbo da rumore delle
turbine eoliche è stata prodotta per la Swedish Environmental Protection Agency CESI Ricerca S.p.A.
ente più rilevante di danno alla salute per la popolazione che viva a ridosso di un impianto eolico. Individua inoltre carenze nella normativa nazionale francese circa l'impatto acustico delle turbine eoliche e raccomanda che, al di sopra di una certa potenza, esse vengano riconosciute come installazioni industriali, delle quali preoccupa la natura irregolare delle emissioni sonore. Ancora
arenze nella normativa nazionale francese circa l'impatto acustico delle
turbine eoliche e raccomanda che, al di sopra di una certa potenza, esse venganoCESI Ricerca S.p.A.
che, in difetto di più sistematici monitoraggi di medio-lungo periodo e di accurate e documentate indagini epidemiologiche , dovrebbe cautelativamente essere fissata in non meno di 1500 m, con turbine di potenza uguale o superiore a 2.5 MW. La breve indagine condotta sulle problematiche causate dal rumore delle turbine eoliche sugli insediamenti circostanti, pur non essendo certamente esaus
he , dovrebbe cautelativamente essere fissata in non meno di 1500 m, con
turbine di potenza uguale o superiore a 2.5 MW. La breve indagine condotta sulleCESI Ricerca S.p.A.
he , dovrebbe cautelativamente essere fissata in non meno di 1500 m, con turbine di potenza uguale o superiore a 2.5 MW. La breve indagine condotta sulle problematiche causate dal rumore delle turbine eoliche sugli insediamenti circostanti, pur non essendo certamente esaustiva di tutti i contributi in materia, ha fatto tuttavia emergere che il rumore viene comunque ancora percepito come un
La breve indagine condotta sulle problematiche causate dal rumore delle
turbine eoliche sugli insediamenti circostanti, pur non essendo certamente esausCESI Ricerca S.p.A.
distanze non inferiori a 1500 m. Queste discrepanze non sono certo irrilevanti ai fini della localizzazione dei siti. NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHE DI MISURA Le grandi dimensioni delle turbine eoliche ed il fatto che esse operano in condizioni di vento forte e variabile in intensità e direzione rendono non immediatamente applicabili i criteri generali dettati dalla norma ISO 3740 e
NORMATIVA, LEGISLAZIONE E TECNICHE DI MISURA Le grandi dimensioni delle
turbine eoliche ed il fatto che esse operano in condizioni di vento forte e variCESI Ricerca S.p.A.
ente, tra la fine degli anni 1980 ed i primi anni 1990, furono emanate da parte di un gruppo di studio di esperti della IEA delle linee guida [18] per la misura delle emissioni acustiche delle turbine eoliche, che conobbero tre successive edizioni. Criteri analoghi con alcune varianti furono raccolti in un documento emanato dall'organizzazione Nordtest [19], con sede in Finlandia; i metodi
IEA delle linee guida [18] per la misura delle emissioni acustiche delle
turbine eoliche, che conobbero tre successive edizioni. Criteri analoghi con alcCESI Ricerca S.p.A.
izioni. Criteri analoghi con alcune varianti furono raccolti in un documento emanato dall'organizzazione Nordtest [19], con sede in Finlandia; i metodi suggeriti erano dichiarati applicabili a turbine con asse orizzontale fino a 5 MW. I criteri contenuti nei documenti sopra citati sono stati successivamente sviluppati e perfezionati nell'ambito del Comitato Tecnico 88 "Wind Turbines" della
con sede in Finlandia; i metodi suggeriti erano dichiarati applicabili a
turbine con asse orizzontale fino a 5 MW. I criteri contenuti nei documenti soprCESI Ricerca S.p.A.
nell'ambito del Comitato Tecnico 88 "Wind Turbines" della IEC, che ha prodotto la norma IEC6140011, che presiede alla misura, caratterizzazione e documentazione delle emissioni acustiche delle turbine eoliche di qualsiasi dimensione, tipo e potenza. La revisione attualmente in vigore è l'edizione 2 del 2002, con l'emendamento1 del 2006 [20]. La norma è universalmente accettata ed utilizzata
sura, caratterizzazione e documentazione delle emissioni acustiche delle
turbine eoliche di qualsiasi dimensione, tipo e potenza. La revisione attualmentCESI Ricerca S.p.A.
one, tipo e potenza. La revisione attualmente in vigore è l'edizione 2 del 2002, con l'emendamento1 del 2006 [20]. La norma è universalmente accettata ed utilizzata da costruttori e gestori di turbine e parchi eolici. Le linee guida per la dichiaratoria della potenza sonora apparente e della tonalità misurate su un insieme di turbine eoliche dello stesso costruttore e modello ("batch") sono
rma è universalmente accettata ed utilizzata da costruttori e gestori di
turbine e parchi eolici. Le linee guida per la dichiaratoria della potenza sonorCESI Ricerca S.p.A.
mente accettata ed utilizzata da costruttori e gestori di turbine e parchi eolici. Le linee guida per la dichiaratoria della potenza sonora apparente e della tonalità misurate su un insieme di turbine eoliche dello stesso costruttore e modello ("batch") sono invece fornite dalla specifica tecnica IEC TS 61400-14 [21]. Si vuole anche ricordare che è stato istituito un network internazionale
ella potenza sonora apparente e della tonalità misurate su un insieme di
turbine eoliche dello stesso costruttore e modello ("batch") sono invece forniteCESI Ricerca S.p.A.
ettuata con due diversi metodi. Il primo metodo, preferito e comunque obbligatorio laddove si tratti di certificare e dichiarare la potenza sonora emessa da una singola turbina eolica o da più turbine di costruttore e modello dati, è basato sulla curva di potenza in funzione della velocità del vento all'altezza del mozzo. Una tale velocità del vento viene ottenuta dalla potenza elettrica pr
chiarare la potenza sonora emessa da una singola turbina eolica o da più
turbine di costruttore e modello dati, è basato sulla curva di potenza in funzioCESI Ricerca S.p.A.
do di misura del rumore. La relazione con la velocità del vento è data dalla curva di potenza certificata mediante la norma IEC 61400-12 [22] per la particolare turbina in esame o, almeno, per turbine dello stesso modello e progetto. La potenza elettrica prodotta nei periodi di campionamento delle misure non deve superare il 95% della potenza nominale. La norma indica formule correttive che
rma IEC 61400-12 [22] per la particolare turbina in esame o, almeno, per
turbine dello stesso modello e progetto. La potenza elettrica prodotta nei perioCESI Ricerca S.p.A.
enza elettrica prodotta nei periodi di campionamento delle misure non deve superare il 95% della potenza nominale. La norma indica formule correttive che si applicano alla potenza elettrica di turbine con il controllo passivo dello stallo (ovvero turbine a velocità di rotazione e passo delle pale costanti e con riduzione controllata della potenza prodotta per effetto del fenomeno di stallo)
rma indica formule correttive che si applicano alla potenza elettrica di
turbine con il controllo passivo dello stallo (ovvero turbine a velocità di rotaCESI Ricerca S.p.A.
elle misure non deve superare il 95% della potenza nominale. La norma indica formule correttive che si applicano alla potenza elettrica di turbine con il controllo passivo dello stallo (ovvero turbine a velocità di rotazione e passo delle pale costanti e con riduzione controllata della potenza prodotta per effetto del fenomeno di stallo) ed alla velocità del vento al mozzo per turbine con i
tenza elettrica di turbine con il controllo passivo dello stallo (ovvero
turbine a velocità di rotazione e passo delle pale costanti e con riduzione contCESI Ricerca S.p.A.
vvero turbine a velocità di rotazione e passo delle pale costanti e con riduzione controllata della potenza prodotta per effetto del fenomeno di stallo) ed alla velocità del vento al mozzo per turbine con il controllo attivo della potenza. Il valore di velocità all'altezza del mozzo determinato con questo approccio viene convertito al valore di velocità del vento standardizzata con la segue
effetto del fenomeno di stallo) ed alla velocità del vento al mozzo per
turbine con il controllo attivo della potenza. Il valore di velocità all'altezzaCESI Ricerca S.p.A.
olico può essere effettuata con uno dei numerosi codici di calcolo acustico di carattere generale (quali Soundplan, CadnaA, Mithra, IMMI, Concawe, ecc.) o anche con codici specializzati per le turbine eoliche (Windpro-Modulo Decibel12, WindFarmer13, Nord200014). Una valutazione di prima approssimazione può essere ottenuta semplicemente dall'equazione (4.02), trascurando la costante di 6 dB,
aA, Mithra, IMMI, Concawe, ecc.) o anche con codici specializzati per le
turbine eoliche (Windpro-Modulo Decibel12, WindFarmer13, Nord200014). Una valutaCESI Ricerca S.p.A.
nze di immissione di rumore calcolata con differenti codici di calcolo [25]. L'impiego della norma IEC 61400-11 è imprescindibile per la certificazione e la verifica della potenza sonora delle turbine eoliche. Per quanto riguarda invece le misure di immissione di rumore proveniente da una turbina eolica o da un parco eolico in corrispondenza dei recettori sono state emanate dalla IEA delle
cindibile per la certificazione e la verifica della potenza sonora delle
turbine eoliche. Per quanto riguarda invece le misure di immissione di rumore prCESI Ricerca S.p.A.
differenziali di rumore, per i quali peraltro ben difficilmente sono verificate le condizioni di applicazione previste dalla legislazione nazionale, considerati i livelli di rumore dovuti alle turbine eoliche. Si ricorda inoltre che a termini di legge le misurazioni di rumore immesso in esterno non potrebbero essere effettuate con vento superiore a 5 m/s a 1.5 m da terra, equivalente in pri
alla legislazione nazionale, considerati i livelli di rumore dovuti alle
turbine eoliche. Si ricorda inoltre che a termini di legge le misurazioni di rumCESI Ricerca S.p.A.
a, equivalente in prima approssimazione ad una velocità normalizzata di 7.8 m/s a 10 m di altezza. Ad oggi in Italia non è stata sviluppata alcuna normativa o legislazione specializzata per le turbine eoliche. I limiti di legge in vigore e le eventuali penalizzazioni sono quelle di validità generale, riassunte in Tab. 4.02. Tab. 4.02­ Quadro legislativo italiano sui limiti ammissibili di ru
è stata sviluppata alcuna normativa o legislazione specializzata per le
turbine eoliche. I limiti di legge in vigore e le eventuali penalizzazioni sono CESI Ricerca S.p.A.
amente al rispetto della legislazione vigente in materia di inquinamento acustico. In altri paesi sono invece state emesse delle normative specializzate per le immissioni di rumore generato da turbine eoliche. Ad esempio, in Danimarca un'ordinanza del Ministero dell'Ambiente [29], emessa nel 1991, stabilisce che l'impatto del rumore da turbine eoliche non superi i 45 dBA all'aperto in pross
se delle normative specializzate per le immissioni di rumore generato da
turbine eoliche. Ad esempio, in Danimarca un'ordinanza del Ministero dell'AmbienCESI Ricerca S.p.A.
lizzate per le immissioni di rumore generato da turbine eoliche. Ad esempio, in Danimarca un'ordinanza del Ministero dell'Ambiente [29], emessa nel 1991, stabilisce che l'impatto del rumore da turbine eoliche non superi i 45 dBA all'aperto in prossimità degli insediamenti residenziali siti nelle proprietà confinanti con il parco eolico e che non si debbano superare i 40 dBA in aree o insedi
l'Ambiente [29], emessa nel 1991, stabilisce che l'impatto del rumore da
turbine eoliche non superi i 45 dBA all'aperto in prossimità degli insediamenti CESI Ricerca S.p.A.
ltezza di 1.5 m e con vento normalizzato a 10 m di altezza pari a 8 m/s. Quest'ultima clausola ha implicazioni anche sulle prescrizioni per il calcolo previsionale dell'impatto da rumore delle turbine eoliche. In una simile ordinanza, così come nella legislazione italiana, vengono imposti limiti assoluti di rumore. In altri paesi, come in Gran Bretagna, si introducono anche limiti relativi
le prescrizioni per il calcolo previsionale dell'impatto da rumore delle
turbine eoliche. In una simile ordinanza, così come nella legislazione italiana,CESI Ricerca S.p.A.
iti dal rapporto ETSU-R-97 [28]. A scopo di autorizzazione di un nuovo impianto, viene richiesto un calcolo predittivo del rumore immesso in ambiente con la massima potenza sonora emessa dalle turbine , valutata con i criteri della norma IEC 61400-11. In alcuni stati australiani sono stati elaborati regolamenti per il contenimento del rumore espressamente dedicati ai parchi eolici, dove vien
el rumore immesso in ambiente con la massima potenza sonora emessa dalle
turbine, valutata con i criteri della norma IEC 61400-11. In alcuni stati austraCESI Ricerca S.p.A.
sere condotte con il descrittore LA95 misurato su un intervallo di 10 minuti; viene comunque fissato un limite non inferiore a 35 dBA. Per ciò che riguarda le emissioni di potenza sonora delle turbine eoliche, oltre alle tecniche di misura previste dalla normativa, merita almeno un cenno una tecnica di misura specialistica che ha lo scopo di localizzare ed identificare quantitativamente l'a
iore a 35 dBA. Per ciò che riguarda le emissioni di potenza sonora delle
turbine eoliche, oltre alle tecniche di misura previste dalla normativa, merita CESI Ricerca S.p.A.
n piano di emissione. Risultati ottenibili dall'applicazione di questa tecnica sono stati illustrati nella Fig. 2.07 e la tecnica è discussa con riferimento all'indagine del rumore prodotto da turbine eoliche ad esempio in [7] e [34]. In [7] si afferma che per le misure sono stati impiegati circa 150 microfoni; in [34] si individua un numero minimo di microfoni compreso tra 96 e 121 per app
a tecnica è discussa con riferimento all'indagine del rumore prodotto da
turbine eoliche ad esempio in [7] e [34]. In [7] si afferma che per le misure soCESI Ricerca S.p.A.
sempio in [7] e [34]. In [7] si afferma che per le misure sono stati impiegati circa 150 microfoni; in [34] si individua un numero minimo di microfoni compreso tra 96 e 121 per applicazioni su turbine eoliche. Alcuni sviluppi teorici di questa tecnica di misura sono invece contenuti in [35] e [36]. L'applicazione di questa metodologia permette di individuare sul piano del rotore di turbina
un numero minimo di microfoni compreso tra 96 e 121 per applicazioni su
turbine eoliche. Alcuni sviluppi teorici di questa tecnica di misura sono inveceCESI Ricerca S.p.A.
emesso. Non si è invece trovato alcun cenno in letteratura alla misura del rumore emesso con metodi di sostituzione della sorgente, che potrebbero forse essere vantaggiosamente applicati alle turbine eoliche, almeno per ottenere dati confrontabili con quelli ottenuti con il metodo previsto dalla norma IEC 6140011. RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE TURBINE EOLICHE I valori num
la sorgente, che potrebbero forse essere vantaggiosamente applicati alle
turbine eoliche, almeno per ottenere dati confrontabili con quelli ottenuti con CESI Ricerca S.p.A.
amente applicati alle turbine eoliche, almeno per ottenere dati confrontabili con quelli ottenuti con il metodo previsto dalla norma IEC 6140011. RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE TURBINE EOLICHE I valori numerici di emissione di rumore dalle turbine eoliche sono stati reperiti in misura diversa da tre fonti distinte: - - - dati forniti da alcuni costruttori di turbine eoliche
dalla norma IEC 6140011. RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE
TURBINE EOLICHE I valori numerici di emissione di rumore dalle turbine eoliche CESI Ricerca S.p.A.
confrontabili con quelli ottenuti con il metodo previsto dalla norma IEC 6140011. RACCOLTA DI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE DALLE TURBINE EOLICHE I valori numerici di emissione di rumore dalle turbine eoliche sono stati reperiti in misura diversa da tre fonti distinte: - - - dati forniti da alcuni costruttori di turbine eoliche dati ricavati da un rapporto BWE [37] dati estratti dal databas
RE DALLE TURBINE EOLICHE I valori numerici di emissione di rumore dalle
turbine eoliche sono stati reperiti in misura diversa da tre fonti distinte: - -CESI Ricerca S.p.A.
E DALLE TURBINE EOLICHE I valori numerici di emissione di rumore dalle turbine eoliche sono stati reperiti in misura diversa da tre fonti distinte: - - - dati forniti da alcuni costruttori di turbine eoliche dati ricavati da un rapporto BWE [37] dati estratti dal database del programma WindPro Sul web è stato possibile reperire solo pochissime informazioni quantitative sul rumore emesso d
versa da tre fonti distinte: - - - dati forniti da alcuni costruttori di
turbine eoliche dati ricavati da un rapporto BWE [37] dati estratti dal databaseCESI Ricerca S.p.A.
che dati ricavati da un rapporto BWE [37] dati estratti dal database del programma WindPro Sul web è stato possibile reperire solo pochissime informazioni quantitative sul rumore emesso dalle turbine eoliche, relative ad una particolare turbina GAMESA e ad una singola turbina Mitsubishi, per le quali si sono potuti ottenere i valori spettrali di emissione. Solo poche case inoltre, come VES
perire solo pochissime informazioni quantitative sul rumore emesso dalle
turbine eoliche, relative ad una particolare turbina GAMESA e ad una singola turCESI Ricerca S.p.A.
e brochures, peraltro limitando l'informazione al dato di potenza sonora equivalente espressa in dBA. Si intendeva prioritariamente privilegiare la fonte costituita dagli stessi costruttori di turbine eoliche, almeno quelli che avessero fornito o dovessero fornire nel prossimo futuro un significativo numero di macchine ai parchi eolici italiani. L'elenco dei costruttori interpellati, attrav
itariamente privilegiare la fonte costituita dagli stessi costruttori di
turbine eoliche, almeno quelli che avessero fornito o dovessero fornire nel prosCESI Ricerca S.p.A.
desimi. Solo tre dei costruttori appena sopra elencati hanno risposto positivamente inviando copia di rapporti di misura a norma con dati spettrali di potenza sonora relativi ad un totale di 5 turbine , di cui tre da 2 MW, una da 1.35 MW ed una da 0.8 MW. Due dei tre costruttori hanno poi aggiunto informazioni su valori garantiti di emissione complessiva in dBA per diversi modelli di macchin
a norma con dati spettrali di potenza sonora relativi ad un totale di 5
turbine, di cui tre da 2 MW, una da 1.35 MW ed una da 0.8 MW. Due dei tre costruCESI Ricerca S.p.A.
WindPro, che si è visto contenere tra gli altri un modulo dedicato al calcolo di immissione di rumore in ambiente. Dal database del programma, sono stati selezionati dati di rumore relativi a turbine eoliche di potenza nominale uguale o superiore a 500 kW. Si sono così potuti raccogliere complessivamente 520 dati di potenza apparente espressa in dBA relativi a turbine di vari costruttori,
database del programma, sono stati selezionati dati di rumore relativi a
turbine eoliche di potenza nominale uguale o superiore a 500 kW. Si sono così poCESI Ricerca S.p.A.
di rumore relativi a turbine eoliche di potenza nominale uguale o superiore a 500 kW. Si sono così potuti raccogliere complessivamente 520 dati di potenza apparente espressa in dBA relativi a turbine di vari costruttori, eventualmente al variare dei seguenti parametri: potenza nominale, velocità del vento, altezza del mozzo, diametro del rotore, velocità del rotore. Inoltre nel database so
omplessivamente 520 dati di potenza apparente espressa in dBA relativi a
turbine di vari costruttori, eventualmente al variare dei seguenti parametri: poCESI Ricerca S.p.A.
e liberamente i dati contenuti nel database, che sono stati esplicitamente dichiarati come pubblici da EMD16 Nelle note seguenti si riportano più in dettaglio le caratteristiche salienti delle turbine eoliche per le quali sono disponibili dati di rumore nel database di WindPro. I marchi commerciali che compaiono nel database sono elencati in Tab. 5.01. Alcuni di questi marchi in realtà poss
seguenti si riportano più in dettaglio le caratteristiche salienti delle
turbine eoliche per le quali sono disponibili dati di rumore nel database di WinCESI Ricerca S.p.A.
Il numero di modelli di turbina associati alle varie taglie di potenza nominale differenti per costruttore o per parametri costruttivi sono riportati in Fig. 5.01. In totale si tratta di 199 turbine . Fig. 5.01 - Popolazione del database Windpro per potenza nominale delle turbine. Comunicazione privata (e-mail del 7 h. 11: 18) I valori del diametro del rotore al variare della potenza no
etri costruttivi sono riportati in Fig. 5.01. In totale si tratta di 199
turbine. Fig. 5.01 - Popolazione del database Windpro per potenza nominale dellCESI Ricerca S.p.A.
differenti per costruttore o per parametri costruttivi sono riportati in Fig. 5.01. In totale si tratta di 199 turbine. Fig. 5.01 - Popolazione del database Windpro per potenza nominale delle turbine . Comunicazione privata (e-mail del 7 h. 11: 18) I valori del diametro del rotore al variare della potenza nominale delle macchine sono illustrati in Fig. 5.02. Fig. 5.02 - Diametro di rotor
Fig. 5.01 - Popolazione del database Windpro per potenza nominale delle
turbine. Comunicazione privata (e-mail del 7 h. 11: 18) I valori del diametro CESI Ricerca S.p.A.
1: 18) I valori del diametro del rotore al variare della potenza nominale delle macchine sono illustrati in Fig. 5.02. Fig. 5.02 - Diametro di rotore in funzione della potenza nominale delle turbine (database Windpro). In Fig. 5.03 sono invece presentate le altezze minima e massima del mozzo in funzione della potenza nominale delle macchine. Fig. 5.03 - Altezza del mozzo e potenza nomina
Fig. 5.02 - Diametro di rotore in funzione della potenza nominale delle
turbine (database Windpro). In Fig. 5.03 sono invece presentate le altezze minimCESI Ricerca S.p.A.
e Windpro). In Fig. 5.03 sono invece presentate le altezze minima e massima del mozzo in funzione della potenza nominale delle macchine. Fig. 5.03 - Altezza del mozzo e potenza nominale delle turbine (database Windpro). Da ultimo, in Fig. 5.04, sono rappresentati i campi di velocità di rotazione del rotore in funzione della potenza nominale. Fig. 5.04 - Velocità di rotazione in funzione d
delle macchine. Fig. 5.03 - Altezza del mozzo e potenza nominale delle
turbine (database Windpro). Da ultimo, in Fig. 5.04, sono rappresentati i campi CESI Ricerca S.p.A.
mo, in Fig. 5.04, sono rappresentati i campi di velocità di rotazione del rotore in funzione della potenza nominale. Fig. 5.04 - Velocità di rotazione in funzione della potenza nominale delle turbine (database Windpro). L'insieme delle figure appena sopra illustrate consente di avere un quadro piuttosto esauriente dei principali parametri costruttivi ed operativi del parco delle turbine eo
g. 5.04 - Velocità di rotazione in funzione della potenza nominale delle
turbine (database Windpro). L'insieme delle figure appena sopra illustrate conseCESI Ricerca S.p.A.
le turbine (database Windpro). L'insieme delle figure appena sopra illustrate consente di avere un quadro piuttosto esauriente dei principali parametri costruttivi ed operativi del parco delle turbine eoliche considerate e della loro evoluzione con l'aumento della potenza nominale degli aerogeneratori. ELABORAZIONE DEI DATI DI EMISSIONE DI RUMORE I dati raccolti come discusso al precedent
riente dei principali parametri costruttivi ed operativi del parco delle
turbine eoliche considerate e della loro evoluzione con l'aumento della potenza CESI Ricerca S.p.A.
elaborati in funzione della potenza nominale delle macchine per la sola velocità di 8 m/s su un insieme di 241 dati. Fig. 6.1.01 - Potenza sonora emessa in funzione della potenza nominale da turbine eoliche. Dal grafico si osserva che a pari potenza nominale della macchina si hanno dispersioni dei livelli di potenza sonora apparente anche superiori a 6 dBA, soprattutto sulle macchine di p
ig. 6.1.01 - Potenza sonora emessa in funzione della potenza nominale da
turbine eoliche. Dal grafico si osserva che a pari potenza nominale della macchiCESI Ricerca S.p.A.
minore siano inclusi modelli relativamente datati e, quindi, con livelli di rumore probabilmente più elevati. In effetti, le informazioni a disposizione non hanno consentito di selezionare le turbine sulla base dell'anno di installazione. A questo riguardo, il grafico di Fig. 6.1.02, reperito in letteratura [38], illustra l'evoluzione dei livelli di rumore emessi in funzione del diametro d
i, le informazioni a disposizione non hanno consentito di selezionare le
turbine sulla base dell'anno di installazione. A questo riguardo, il grafico di CESI Ricerca S.p.A.
ll'anno di installazione. A questo riguardo, il grafico di Fig. 6.1.02, reperito in letteratura [38], illustra l'evoluzione dei livelli di rumore emessi in funzione del diametro del rotore per turbine costruite negli anni '80 e '90. Fig. 6.1.02 - Dati storici di livelli di rumore emesso e diametro di rotore delle turbine eoliche. Si osserva inoltre che l'esame del database di WindPro ha ev
one dei livelli di rumore emessi in funzione del diametro del rotore per
turbine costruite negli anni '80 e '90. Fig. 6.1.02 - Dati storici di livelli dCESI Ricerca S.p.A.
dei livelli di rumore emessi in funzione del diametro del rotore per turbine costruite negli anni '80 e '90. Fig. 6.1.02 - Dati storici di livelli di rumore emesso e diametro di rotore delle turbine eoliche. Si osserva inoltre che l'esame del database di WindPro ha evidenziato che i livelli inclusi come valori garantiti dal costruttore sono in generale conservativi e maggiori di circa 1 d
02 - Dati storici di livelli di rumore emesso e diametro di rotore delle
turbine eoliche. Si osserva inoltre che l'esame del database di WindPro ha evideCESI Ricerca S.p.A.
lutare un valore di prima approssimazione della potenza sonora apparente di una turbina di potenza compresa tra 500 kW e 5 MW. I risultati ottenuti per le potenze corrispondenti a quelle delle turbine considerate sono riportati in Tab. 6.1.01, dove i livelli risultanti dalle curve di interpolazione sono posti a confronto con i livelli medi dei dati a pari potenza nominale della turbina. In
5 MW. I risultati ottenuti per le potenze corrispondenti a quelle delle
turbine considerate sono riportati in Tab. 6.1.01, dove i livelli risultanti dalCESI Ricerca S.p.A.
bina. In modo del tutto analogo, lo stesso campione di 241 dati per la sola velocità di 8 m/s è stato elaborato esprimendo i livelli di potenza sonora in funzione del diametro del rotore delle turbine . I risultati sono illustrati in Fig. 6.1.03, dove sono tracciate anche le curve di interpolazione lineare, quadratica e logaritmica. Fig. 6.1.03 - Potenza sonora emessa in funzione del diamet
do i livelli di potenza sonora in funzione del diametro del rotore delle
turbine. I risultati sono illustrati in Fig. 6.1.03, dove sono tracciate anche lCESI Ricerca S.p.A.
ca e logaritmica. Fig. 6.1.03 - Potenza sonora emessa in funzione del diametro di rotore. Potenza Nominale [kW] Tab. 6.1.01­ Valori medi di potenza sonora emessa Potenza sonora emessa dalle turbine eoliche alla velocità del vento di 8 m/s Anche in questo caso, a parità di diametro del rotore, le dispersioni dei livelli di potenza sonora sono rilevanti, in qualche caso anche superiori a
6.1.01­ Valori medi di potenza sonora emessa Potenza sonora emessa dalle
turbine eoliche alla velocità del vento di 8 m/s Anche in questo caso, a paritàCESI Ricerca S.p.A.
Nella quasi totalità dei 18 casi presenti, viene inoltre specificato che i toni sono udibili solo fino ad una distanza 300 m. Si rileva inoltre che in prevalenza i toni udibili sono emessi da turbine di potenza inferiore a 1500 kW ed installate negli anni `90. Per quanto riguarda la possibilità di riduzione del rumore emesso mediante riduzione della velocità di rotazione delle pale o varia
300 m. Si rileva inoltre che in prevalenza i toni udibili sono emessi da
turbine di potenza inferiore a 1500 kW ed installate negli anni `90. Per quanto CESI Ricerca S.p.A.
i dati sperimentali che leghino la potenza sonora emessa da una turbina eolica con i due parametri di esercizio appena citati. Per contro, nel database di Windpro si sono trovati per 4 diverse turbine i valori di potenza sonora emessa in funzione della energia annua producibile dalla macchina sia in condizioni standard, sia con curve di potenza corretta per tener conto di un diverso assetto
itati. Per contro, nel database di Windpro si sono trovati per 4 diverse
turbine i valori di potenza sonora emessa in funzione della energia annua producCESI Ricerca S.p.A.
roduzione per modifiche di assetto di esercizio ai fini della riduzione del rumore emesso può essere anche molto rilevante. Fig. 6.1.06 - Potenza sonora emessa e producibilità annua di alcune turbine eoliche. 6.2 Spettri di potenza sonora L'effettuazione di un calcolo previsionale di immissione di rumore nell'ambiente circostante da parte di un parco eolico, così come da ogni altro inse
te. Fig. 6.1.06 - Potenza sonora emessa e producibilità annua di alcune
turbine eoliche. 6.2 Spettri di potenza sonora L'effettuazione di un calcolo CESI Ricerca S.p.A.
i costruttori; questi ultimi erano invece originalmente riportati in bande di terzi di ottava e, per uniformità, sono stati anch'essi convertiti in bande di ottava. Gli spettri sono relativi a turbine da 500 kW a 3.6 kW e sono riferiti a velocità del vento da 5 m/s a 10 m/s. Sia nel database di WindPro, sia nei dati ricevuti dai costruttori, le componenti spettrali erano espresse con valori
ati anch'essi convertiti in bande di ottava. Gli spettri sono relativi a
turbine da 500 kW a 3.6 kW e sono riferiti a velocità del vento da 5 m/s a 10 m/CESI Ricerca S.p.A.
nderazione. Evidentemente deve trattarsi di una prassi consolidata nel settore, forse in congiunzione con gli input di calcolo di immissione di rumore previsti dai codici specializzati per le turbine eoliche. Per chiarezza e per una maggiore generalità di utilizzo dei dati con un generico codice di calcolo di immissione acustica, si sottolinea che le componenti degli spettri in frequenza d
calcolo di immissione di rumore previsti dai codici specializzati per le
turbine eoliche. Per chiarezza e per una maggiore generalità di utilizzo dei datCESI Ricerca S.p.A.
nimo, massimo e la deviazione standard sull'insieme dei 59 casi disponibili. I risultati sono riportati in Tab. 6.2.01 ed in Fig. 6.2.01. Tab. 6.2.01­ Componenti spettrali del rumore emesso da turbine eoliche Fig. 6.2.01 - Spettri in frequenza del rumore emesso da turbine eoliche. Nonostante la disomogeneità dei modelli di turbina e dei valori di velocità del vento, i risultati appena sopr
d in Fig. 6.2.01. Tab. 6.2.01­ Componenti spettrali del rumore emesso da
turbine eoliche Fig. 6.2.01 - Spettri in frequenza del rumore emesso da turbineCESI Ricerca S.p.A.
li. I risultati sono riportati in Tab. 6.2.01 ed in Fig. 6.2.01. Tab. 6.2.01­ Componenti spettrali del rumore emesso da turbine eoliche Fig. 6.2.01 - Spettri in frequenza del rumore emesso da turbine eoliche. Nonostante la disomogeneità dei modelli di turbina e dei valori di velocità del vento, i risultati appena sopra esposti indicano che la distribuzione spettrale è piuttosto uniforme, s
turbine eoliche Fig. 6.2.01 - Spettri in frequenza del rumore emesso da
turbine eoliche. Nonostante la disomogeneità dei modelli di turbina e dei valoriCESI Ricerca S.p.A.
caso dove esso scende a 0.67 per effetto dello scostamento delle prime due componenti a 62.5 Hz e 125 Hz. Queste analisi consentono quindi di assumere come distribuzione spettrale media delle turbine eoliche quella espressa dai valori medi delle componenti in bande di ottava di Tab. 6.2.01, indipendentemente dalla potenza della turbina e dalla velocità del vento. La potenza sonora apparent
i consentono quindi di assumere come distribuzione spettrale media delle
turbine eoliche quella espressa dai valori medi delle componenti in bande di ottCESI Ricerca S.p.A.
dello spettro medio elaborato sulla totalità dei dati disponibili. Non si avevano invece dati sufficientemente numerosi per specializzare l'indagine a singole classi di potenza nominale delle turbine in esame. 7 CONCLUSIONI Il rumore emesso dai parchi eolici è determinato principalmente da diversi meccanismi di interazione aerodinamica del vento incidente sulle pale, con prevalenza del r
per specializzare l'indagine a singole classi di potenza nominale delle
turbine in esame. 7 CONCLUSIONI Il rumore emesso dai parchi eolici è determinaCESI Ricerca S.p.A.
rmativo e legislativo, a livello nazionale ed internazionale, con cui confrontare i livelli di immissione di rumore dei parchi eolici. Per la misura e la certificazione del rumore emesso dalle turbine eoliche è stata sviluppata e consolidata in anni recenti un'apposita normativa in ambito IEC, universalmente accettata e praticata. Nel rapporto sono stati riassunti e chiariti alcuni aspetti
parchi eolici. Per la misura e la certificazione del rumore emesso dalle
turbine eoliche è stata sviluppata e consolidata in anni recenti un'apposita norCESI Ricerca S.p.A.
iche sul campo i contributi dominanti del rumore emesso. Grazie anche a rilevanti contributi della ricerca finanziata nell'ambito di numerosi progetti europei, i livelli di rumore emesso dalle turbine eoliche sono stati significativamente ridotti rispetto a quelli emessi dagli aerogeneratori installati fino ai primi anni '90. I risultati ottenuti nella mitigazione del rumore spingono le ass
ll'ambito di numerosi progetti europei, i livelli di rumore emesso dalle
turbine eoliche sono stati significativamente ridotti rispetto a quelli emessi dCESI Ricerca S.p.A.
r la concessione del sito. Pertanto, si è raccolto ed analizzato un consistente numero di dati di provata attendibilità relativi ai livelli di potenza sonora emessa e agli spettri di rumore di turbine di media e grande potenza. L'elaborazione dei dati disponibili ha consentito di calcolare valori tipici dei livelli di emissione alla velocità di riferimento del vento di 8 m/s per classi di p
relativi ai livelli di potenza sonora emessa e agli spettri di rumore di
turbine di media e grande potenza. L'elaborazione dei dati disponibili ha consenCESI Ricerca S.p.A.
i di potenza delle macchine e di identificare una curva di interpolazione. Analogamente sono state ricavate curve interpolanti dei livelli di emissione in funzione del diametro di rotore delle turbine e delle variazioni di livello di potenza sonora in funzione della velocità del vento. E' stato anche esaminato l'effetto sul livello di rumore emesso dell'altezza del mozzo della turbina, che
olanti dei livelli di emissione in funzione del diametro di rotore delle
turbine e delle variazioni di livello di potenza sonora in funzione della velociCESI Ricerca S.p.A.
i passo delle pale, le quali tuttavia penalizzano la quota di energia producibile in misura anche rilevante. Infine, è stata definita quantitativamente una distribuzione spettrale tipica delle turbine eoliche, che si è dimostrato essere di validità generale per tutte le turbine di qualunque taglia uguale o superiore a 500 kW e per velocità del vento comprese tra 5 e 10 m/s. Questi risultati
tata definita quantitativamente una distribuzione spettrale tipica delle
turbine eoliche, che si è dimostrato essere di validità generale per tutte le tuCESI Ricerca S.p.A.
ile in misura anche rilevante. Infine, è stata definita quantitativamente una distribuzione spettrale tipica delle turbine eoliche, che si è dimostrato essere di validità generale per tutte le turbine di qualunque taglia uguale o superiore a 500 kW e per velocità del vento comprese tra 5 e 10 m/s. Questi risultati forniscono un quadro generale aggiornato ed esauriente della problematica del
ne eoliche, che si è dimostrato essere di validità generale per tutte le
turbine di qualunque taglia uguale o superiore a 500 kW e per velocità del ventoCESI Ricerca S.p.A.
e di disporre di dati sufficientemente affidabili in sede di calcolo acustico previsionale, almeno per un primo progetto di fattibilità. APPENDICE 3 Spettri in frequenza del rumore emesso da turbine eoliche
di fattibilità. APPENDICE 3 Spettri in frequenza del rumore emesso da
turbine eoliche CESI Ricerca S.p.A.
ieolici, in particolare sui produttori e i distributori di sistemi minieolici operanti in Italia. Si sono potuti censire complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle turbine minieoliche sono coperte: anche per le macchine di maggior taglia (60÷200 kW) si sono contati 25÷30 modelli differenti. Si sono affacciati sul mercato anche alcuni costruttori italiani con pro
complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle
turbine minieoliche sono coperte: anche per le macchine di maggior taglia (60÷20Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
ratori indicati nell’anzidetta Fig. 2.4 sono in parte del tipo a resistenza ed in parte del tipo a portanza. Come indicato nella Fig. 2.5, i miniaerogeneratori a resistenza, come ad esempio le turbine eoliche Savonius dal nome di chi le ideò nel 1924, sono macchine ad asse verticale con pale che coprono l’intera area spazzata e sono conformate in modo tale da offrire alta resistenza (“drag”
to nella Fig. 2.5, i miniaerogeneratori a resistenza, come ad esempio le
turbine eoliche Savonius dal nome di chi le ideò nel 1924, sono macchine ad asseRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
i nuovi progetti invece le pale sono realizzate con forme e profili diversi da quelli del progetto originale di Darrieus, in modo da superare gli handicap appena indicati. In alcuni modelli di turbine a portanza l’avviamento del rotore da fermo non avviene spontaneamente, anche con vento utile a creare una coppia motrice, ma deve essere effettuato utilizzando una fonte di energia elettrica
, in modo da superare gli handicap appena indicati. In alcuni modelli di
turbine a portanza l’avviamento del rotore da fermo non avviene spontaneamente, Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
icati in tabella permette di verificare direttamente marchi e modelli offerti dai vari operatori. Si sono potuti censire complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle turbine minieoliche sono abbondantemente coperte; anche per le macchine di maggior taglia (60÷200 kW) si possono contare non meno di 25÷30 modelli differenti. Bisogna poi sottolineare che l'offerta, s
complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle
turbine minieoliche sono abbondantemente coperte; anche per le macchine di maggiRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
media, che si differenziano più o meno dall’offerta tradizionale per il disegno della turbina o per i materiali utilizzati. Nella Fig. 3.1 sono riportate, a titolo d’esempio, cinque di queste turbine eoliche, che figuravano tra quelle proposte all’Eolica-EXPO-2011 di Roma. Fig. 3.1 – Turbine minieoliche di progetto e realizzazione italiana con caratteristiche insolite presentate a Eolica-
ati. Nella Fig. 3.1 sono riportate, a titolo d’esempio, cinque di queste
turbine eoliche, che figuravano tra quelle proposte all’Eolica-EXPO-2011 di RomaRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
o per i materiali utilizzati. Nella Fig. 3.1 sono riportate, a titolo d’esempio, cinque di queste turbine eoliche, che figuravano tra quelle proposte all’Eolica-EXPO-2011 di Roma. Fig. 3.1 – Turbine minieoliche di progetto e realizzazione italiana con caratteristiche insolite presentate a Eolica-EXPO-2011 di Roma [15]. Tab. 3.5-a – Fornitori in Italia di miniaerogeneratori e impianti min
figuravano tra quelle proposte all’Eolica-EXPO-2011 di Roma. Fig. 3.1 –
Turbine minieoliche di progetto e realizzazione italiana con caratteristiche insRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
ieolici, in particolare sui produttori e i distributori di sistemi minieolici operanti in Italia. Si sono potuti censire complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle turbine minieoliche sono abbondantemente coperte; anche per le macchine di maggior taglia (60÷200 kW) si sono contati non meno di 25÷30 modelli differenti. L'offerta è intesa non solo per impianti da
complessivamente 90 diversi operatori. Tutte le classi di potenza delle
turbine minieoliche sono abbondantemente coperte; anche per le macchine di maggiRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
le quali sono connesse da idoneo network 2.5. Le principali caratteristiche del sistema di controllo della turbina sono le seguenti:  monitoraggio continuo e supervisione dei componenti delle turbine ;  sincronizzazione del generatore alla rete durante la sequenza di collegamento per limitare il flusso di corrente;  funzionamento della turbina durante le varie situazioni di guasto;  imba
le seguenti:  monitoraggio continuo e supervisione dei componenti delle
turbine;  sincronizzazione del generatore alla rete durante la sequenza di collTozzi Green S.p.A.
a: ci sono dei sensori che catturano i segnali esterni alla turbina come ad esempio la temperatura esterna o la direzione del vento; altri sensori registrano i parametri di funzionamento delle turbine come temperatura, livelli di pressione, vibrazioni e posizione delle pale. Tutte le informazioni sono registrate ed analizzate in tempo reale e convogliate nelle funzioni di monitoraggio del s
e del vento; altri sensori registrano i parametri di funzionamento delle
turbine come temperatura, livelli di pressione, vibrazioni e posizione delle palTozzi Green S.p.A.
ella navicella e della torre, senza causare danni. Il sistema di protezione contro i fulmini è progettato in accordo con la IEC 62305, IEC 61400- 24 e IEC 61024 – “Lightning Protection of Wind Turbine Generators” Livello 1. 5.15 NOTA BENE: Per una migliore descrizione delle componenti dell’aerogeneratore si rimanda alla lettura dello ALLEGATO General Electric rilegato di seguito alla presen
la IEC 62305, IEC 61400- 24 e IEC 61024 – “Lightning Protection of Wind
Turbine Generators” Livello 1. 5.15 NOTA BENE: Per una migliore descrizione dellTozzi Green S.p.A.
picchetti verticali: 42 Ω (questi, messi in parallelo determinano complessivamente una resistenza di terra pari a 5.2 Ω; Il contributo complessivo dei dispersori, considerati per ognuna delle turbine eoliche, permette di calcolare una resistenza di terra pari a 1.95 Ω. Considerando che tali impianti risultano collegati in parallelo, la resistenza verso terra complessiva sarà pari a Rt=1.95
; Il contributo complessivo dei dispersori, considerati per ognuna delle
turbine eoliche, permette di calcolare una resistenza di terra pari a 1.95 Ω. CoTozzi Green S.p.A.
Elettrogeno (1.9mtx3.6mt, porta 2ante 1.7mtx2.15mt, porta 1anta 1.7mtx2.15mt,);  Altro Locale disponibile (3.2mtx3.6mt, porta a 2 ante 1.7mtx2.15mt, finestra 90cmx50cm);  Locale Manutentori Turbine e Monitoraggio:  Locale Misura e Controllo WTG (1.7mtx2.5mt, porta 2ante 1.7mtx2.15mt). La soluzione permette di installare scomparti e quadri MT per l’eventuale configurazione in entra-esce,
, porta a 2 ante 1.7mtx2.15mt, finestra 90cmx50cm);  Locale Manutentori
Turbine e Monitoraggio:  Locale Misura e Controllo WTG (1.7mtx2.5mt, porta 2antTozzi Green S.p.A.
sità. Questo modello completa la gamma multi-megawatt. Una turbina indicata per l’impiego nell’entroterra per siti con una velocità del vento media annuale pari o inferiore a 7,5 m/s. Tutte le turbine appartenenti alla categoria sono realizzate sulla base della stessa piattaforma ormai collaudata e rappresentano pertanto la logica evoluzione di questo modello di grande successo. Attualmente
na velocità del vento media annuale pari o inferiore a 7,5 m/s. Tutte le
turbine appartenenti alla categoria sono realizzate sulla base della stessa piatNordex Italia S.r.l.
alto rendimento la N100/2500 è progettata per il perfetto impiego nei siti dell’entroterra. Certificazione La turbina ha ottenuto la certificazione IEC 3a. Connessione alla rete Come tutte le turbine della famiglia 2.3-2.5 MW, la N100/2500 è conforme ai requisiti del codice di rete. L’N100/2500 è disponibile nelle versioni da 50-Hz e da 60-Hz. Controllo La N100/2500 è fornita del software
a ottenuto la certificazione IEC 3a. Connessione alla rete Come tutte le
turbine della famiglia 2.3-2.5 MW, la N100/2500 è conforme ai requisiti del codiNordex Italia S.r.l.
te. L’N100/2500 è disponibile nelle versioni da 50-Hz e da 60-Hz. Controllo La N100/2500 è fornita del software di automazione Nordex Control 2. Detto software sovrain tende al controllo delle turbine e visualizza tutti i dati rilevanti dell’impianto e, in quanto sistema basato su web, stabilisce nuovi standard per la semplicità d’uso. Qualità Tutte le turbine Nordex sono progettate per una
azione Nordex Control 2. Detto software sovrain tende al controllo delle
turbine e visualizza tutti i dati rilevanti dell’impianto e, in quanto sistema bNordex Italia S.r.l.
vrain tende al controllo delle turbine e visualizza tutti i dati rilevanti dell’impianto e, in quanto sistema basato su web, stabilisce nuovi standard per la semplicità d’uso. Qualità Tutte le turbine Nordex sono progettate per una vita utile di almeno 20 anni e sono costruite in accordo alla ISO 9001. Visualizzazione di un impianto nel sistema di comando NC2. Controllo a distanza a Rostoc
web, stabilisce nuovi standard per la semplicità d’uso. Qualità Tutte le
turbine Nordex sono progettate per una vita utile di almeno 20 anni e sono costrNordex Italia S.r.l.
atore di giri sono costantemente lubrificati in olio. Generatore E’ un generatore asincrono a doppia alimentazione. Da diversi anni Nordex utilizza con successo questo tipo di generatore nelle turbine a velocita’ variabile. Il vantaggio principale consiste nel fatto che solo il 25–30 % dell’energia prodotta va immessa nella rete elettrica mediante un convertitore di frequenza. L’installazio
iversi anni Nordex utilizza con successo questo tipo di generatore nelle
turbine a velocita’ variabile. Il vantaggio principale consiste nel fatto che soNordex Italia S.r.l.
ia e-mail: g.cesini@univpm.it (Ricevuto il 29/06/2015, accettato il 24/07/2015) RIASSUNTO L’energia eolica è oggi una delle fonti energetiche in più rapido sviluppo ma il rumore prodotto dalle turbine eoliche rappresenta uno dei maggiori ostacoli alla sua accettazione sul territorio. L’industria dell’eolico ha sviluppato soluzioni tecnologiche che rendono le turbine attuali meno rumorose, n
lle fonti energetiche in più rapido sviluppo ma il rumore prodotto dalle
turbine eoliche rappresenta uno dei maggiori ostacoli alla sua accettazione sul Associazione Italiana di Acustica
il rumore prodotto dalle turbine eoliche rappresenta uno dei maggiori ostacoli alla sua accettazione sul territorio. L’industria dell’eolico ha sviluppato soluzioni tecnologiche che rendono le turbine attuali meno rumorose, nonostante ciò il rumore prodotto e il prevedibile impatto sono criteri fondamentali per la localizzazione dei parchi eolici. Il presente lavoro passa in rassegna alcune
ndustria dell’eolico ha sviluppato soluzioni tecnologiche che rendono le
turbine attuali meno rumorose, nonostante ciò il rumore prodotto e il prevedibilAssociazione Italiana di Acustica
e il prevedibile impatto sono criteri fondamentali per la localizzazione dei parchi eolici. Il presente lavoro passa in rassegna alcune soluzioni per ottenere riduzioni della rumorosità delle turbine dopo aver affrontato il problema di una valutazione previsionale dell’impatto acustico più rispondente a quella che sarà la situazione reale ad opera realizzata. Parole chiave: Turbine eoliche
rassegna alcune soluzioni per ottenere riduzioni della rumorosità delle
turbine dopo aver affrontato il problema di una valutazione previsionale dell’imAssociazione Italiana di Acustica
à delle turbine dopo aver affrontato il problema di una valutazione previsionale dell’impatto acustico più rispondente a quella che sarà la situazione reale ad opera realizzata. Parole chiave: Turbine eoliche; rumore; riduzione dell’impatto. Gianni Cesini et al. La riduzione dell’impatto acustico dei parchi eolici sul territorio The reduction of wind farms noise impact Rivista Italiana di A
quella che sarà la situazione reale ad opera realizzata. Parole chiave:
Turbine eoliche; rumore; riduzione dell’impatto. Gianni Cesini et al. La riduzioAssociazione Italiana di Acustica
lla capacità produttiva di una singola turbina, che oggi può raggiungere e superare i 6 MW. I sistemi di produzione eolica più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, costituiti da turbine di grandi dimensioni installate su pali alti oltre 100 m ed aggregate in modo da formare i cosiddetti “parchi eolici” (“wind farms”). Essi sono generalmente insediati in aree remote, sulla ter
ica più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, costituiti da
turbine di grandi dimensioni installate su pali alti oltre 100 m ed aggregate inAssociazione Italiana di Acustica
stemi in isola). Tutte queste tipologie di impianti eolici hanno un impatto sulle comunità e sui territori, ma in questo lavoro verrà trattato essenzialmente il caso di impianti che utilizzano turbine di grandi dimensioni, destinati alla produzione industriale di energia elettrica da immettere in rete. L’installazione dei parchi eolici, oltre che una improrogabile esigenza generale, può ess
lavoro verrà trattato essenzialmente il caso di impianti che utilizzano
turbine di grandi dimensioni, destinati alla produzione industriale di energia eAssociazione Italiana di Acustica
eolici, oltre che una improrogabile esigenza generale, può essere anche una importante occasione di sviluppo economico delle aree interessate dal loro insediamento, ma il rumore prodotto dalle turbine eoliche costituisce spesso un ostacolo alla loro accettazione da parte dei residenti. Per limitare l’impatto del rumore su residenti e fauna l’industria dell’eolico ha sviluppato soluzioni tec
elle aree interessate dal loro insediamento, ma il rumore prodotto dalle
turbine eoliche costituisce spesso un ostacolo alla loro accettazione da parte dAssociazione Italiana di Acustica
identi. Per limitare l’impatto del rumore su residenti e fauna l’industria dell’eolico ha sviluppato soluzioni tecnologiche, sia dal punto di vista meccanico che fluidodinamico, che rendono le turbine attuali meno rumorose che in passato. Nonostante questo, il rumore prodotto dai parchi eolici ed il prevedibile impatto sul territorio è un criterio fondamentale per la loro localizzazione. Ne
che, sia dal punto di vista meccanico che fluidodinamico, che rendono le
turbine attuali meno rumorose che in passato. Nonostante questo, il rumore prodoAssociazione Italiana di Acustica
logico che meteorologico. Infine vengono illustrate le principali soluzioni tecnologiche che sono già state adottate e che possono essere previste per ottenere riduzioni della rumorosità delle turbine , mediante miglioramenti nella conoscenza dei complessi fenomeni che sono alla base delle loro emissioni acustiche. 2. L’energia eolica nel mondo ed in Italia L’evoluzione a tutt’oggi degli sce
he possono essere previste per ottenere riduzioni della rumorosità delle
turbine, mediante miglioramenti nella conoscenza dei complessi fenomeni che sonoAssociazione Italiana di Acustica
ono spesso caratterizzate da bassi livelli del rumore residuo, che portano quindi ad enfatizzare la rumorosità delle macchine installate, seppure di ridotta entità. 4. Il rumore prodotto dalle turbine eoliche Il rumore prodotto dalle turbine eoliche può essere diviso in due categorie principali: il rumore di tipo meccanico ed il rumore di tipo aerodinamico. Il rumore di tipo meccanico, ovve
chine installate, seppure di ridotta entità. 4. Il rumore prodotto dalle
turbine eoliche Il rumore prodotto dalle turbine eoliche può essere diviso in duAssociazione Italiana di Acustica
i del rumore residuo, che portano quindi ad enfatizzare la rumorosità delle macchine installate, seppure di ridotta entità. 4. Il rumore prodotto dalle turbine eoliche Il rumore prodotto dalle turbine eoliche può essere diviso in due categorie principali: il rumore di tipo meccanico ed il rumore di tipo aerodinamico. Il rumore di tipo meccanico, ovvero prodotto dal movimento dei componenti
tà. 4. Il rumore prodotto dalle turbine eoliche Il rumore prodotto dalle
turbine eoliche può essere diviso in due categorie principali: il rumore di tipoAssociazione Italiana di Acustica
sa frequenza è particolarmente presente nel caso di rotori che operano sottovento, per i quali il vento incontra prima la torre con la conseguente formazione di una scia turbolenta. Le moderne turbine operano con il rotore sopravento per cui il fenomeno di emissioni a bassa frequenza è ridotto. Il rumore generato da turbolenze si ha ogni volta che una turbolenza atmosferica va ad interagire
a torre con la conseguente formazione di una scia turbolenta. Le moderne
turbine operano con il rotore sopravento per cui il fenomeno di emissioni a bassAssociazione Italiana di Acustica
denti, anche se sembra dimostrato che abbiano un impatto ridotto sul territorio, in quanto percepibili solo in prossimità del generatore. 5. La previsione e la misura del rumore prodotto dalle turbine eoliche sul territorio: il quadro normativo La valutazione dell’impatto acustico verso la popolazione si articola in più fasi, da quella preliminare ai fini autorizzativi, per poi passare all’
à del generatore. 5. La previsione e la misura del rumore prodotto dalle
turbine eoliche sul territorio: il quadro normativo La valutazione dell’impatto Associazione Italiana di Acustica
eolica e con la previsione quindi di valori limite e di modalità di misura e verifica univoche e specifiche per tale sorgente di rumore. 6. La previsione e la misura del rumore prodotto dalle turbine eoliche: i metodi previsionali e la certificazione acustica Le simulazioni numeriche della propagazione del rumore in ambiente esterno vengono generalmente condotte mediante metodi empirici o
rgente di rumore. 6. La previsione e la misura del rumore prodotto dalle
turbine eoliche: i metodi previsionali e la certificazione acustica Le simulazioAssociazione Italiana di Acustica
o di mappa acustica da modello previsionale. Questi modelli sono spesso elaborati per tipologie specifiche di sorgenti (stradali, ferroviarie, industriale ecc). Nel caso del rumore prodotto da turbine eoliche molti dei modelli di calcolo più utilizzati sono basati sulle specifiche della normativa di riferimento UNI EN ISO 9613-2:2006 [43], a partire da valori di livelli di potenza acustica
stradali, ferroviarie, industriale ecc). Nel caso del rumore prodotto da
turbine eoliche molti dei modelli di calcolo più utilizzati sono basati sulle spAssociazione Italiana di Acustica
per tipologia di macchina, per progetto, per singoli componenti e per prototipi. In particolare la IEC 61400-1 specifica i requisiti essenziali per assicurare l’integrità ingegneristica delle turbine eoliche. Il suo proposito è fornire un appropriato livello di protezione contro danni dovuti ad ogni tipo di rischio durante il tempo di vita pianificato. La norma riguarda ogni subsistema del
a i requisiti essenziali per assicurare l’integrità ingegneristica delle
turbine eoliche. Il suo proposito è fornire un appropriato livello di protezioneAssociazione Italiana di Acustica
a pianificato. La norma riguarda ogni subsistema della turbina eolica come i meccanismi di controllo, i sistemi elettrici interni, i sistemi meccanici e le strutture di supporto e si applica a turbine eoliche di tutte le taglie. Per le piccole turbine eoliche si può applicare la norma IEC 61400-2 [48]. Essa riguarda, pur con una metodologia semplificata, tutti gli aspetti relativi alla sicu
i interni, i sistemi meccanici e le strutture di supporto e si applica a
turbine eoliche di tutte le taglie. Per le piccole turbine eoliche si può applicAssociazione Italiana di Acustica
lla turbina eolica come i meccanismi di controllo, i sistemi elettrici interni, i sistemi meccanici e le strutture di supporto e si applica a turbine eoliche di tutte le taglie. Per le piccole turbine eoliche si può applicare la norma IEC 61400-2 [48]. Essa riguarda, pur con una metodologia semplificata, tutti gli aspetti relativi alla sicurezza, alla qualità e all’integrità ingegneristica
pporto e si applica a turbine eoliche di tutte le taglie. Per le piccole
turbine eoliche si può applicare la norma IEC 61400-2 [48]. Essa riguarda, pur cAssociazione Italiana di Acustica
liche si può applicare la norma IEC 61400-2 [48]. Essa riguarda, pur con una metodologia semplificata, tutti gli aspetti relativi alla sicurezza, alla qualità e all’integrità ingegneristica di turbine eoliche con un’area spazzata dal rotore minore di 200 m2 . Per ogni aspetto della progettazione e realizzazione della turbina eolica è prevista una norma specifica della famiglia IEC 61400. Pe
relativi alla sicurezza, alla qualità e all’integrità ingegneristica di
turbine eoliche con un’area spazzata dal rotore minore di 200 m2 . Per ogni aspeAssociazione Italiana di Acustica
sione della norma, pubblicata nel 2013. Scopo della norma è fornire una metodologia uniforme che assicuri consistenza e accuratezza nella misura e nella analisi delle emissioni acustiche delle turbine eoliche. La norma si applica a turbine eoliche di tutte le taglie, ma per le piccole turbine viene descritto nell’Annesso F un metodo semplificato. Per tali macchine esistono anche altri stand
accuratezza nella misura e nella analisi delle emissioni acustiche delle
turbine eoliche. La norma si applica a turbine eoliche di tutte le taglie, ma peAssociazione Italiana di Acustica
Scopo della norma è fornire una metodologia uniforme che assicuri consistenza e accuratezza nella misura e nella analisi delle emissioni acustiche delle turbine eoliche. La norma si applica a turbine eoliche di tutte le taglie, ma per le piccole turbine viene descritto nell’Annesso F un metodo semplificato. Per tali macchine esistono anche altri standard internazionali, come la BWEA-Small
i delle emissioni acustiche delle turbine eoliche. La norma si applica a
turbine eoliche di tutte le taglie, ma per le piccole turbine viene descritto neAssociazione Italiana di Acustica
che assicuri consistenza e accuratezza nella misura e nella analisi delle emissioni acustiche delle turbine eoliche. La norma si applica a turbine eoliche di tutte le taglie, ma per le piccole turbine viene descritto nell’Annesso F un metodo semplificato. Per tali macchine esistono anche altri standard internazionali, come la BWEA-Small Wind Turbine Performance and Safety Standard (2008) e
norma si applica a turbine eoliche di tutte le taglie, ma per le piccole
turbine viene descritto nell’Annesso F un metodo semplificato. Per tali macchineAssociazione Italiana di Acustica
che di tutte le taglie, ma per le piccole turbine viene descritto nell’Annesso F un metodo semplificato. Per tali macchine esistono anche altri standard internazionali, come la BWEA-Small Wind Turbine Performance and Safety Standard (2008) e la AWEA 9.1-Small Wind Turbine Performance and Safety Standard (2009). Questi standard richiamano i contenuti delle IEC 61400, sia per i requisiti dei
ne esistono anche altri standard internazionali, come la BWEA-Small Wind
Turbine Performance and Safety Standard (2008) e la AWEA 9.1-Small Wind Turbine Associazione Italiana di Acustica
nnesso F un metodo semplificato. Per tali macchine esistono anche altri standard internazionali, come la BWEA-Small Wind Turbine Performance and Safety Standard (2008) e la AWEA 9.1-Small Wind Turbine Performance and Safety Standard (2009). Questi standard richiamano i contenuti delle IEC 61400, sia per i requisiti dei laboratori di prova che per le metodologie di misura. La procedura propo
Turbine Performance and Safety Standard (2008) e la AWEA 9.1-Small Wind
Turbine Performance and Safety Standard (2009). Questi standard richiamano i conAssociazione Italiana di Acustica
erca e servizi WEST-LAB [51] della Università Politecnica delle Marche per la certificazione di una turbina eolica da 2 MW di produzione MAIT s.p.a.. 7. La riduzione del rumore prodotto dalle turbine eoliche In precedenza sono stati illustrati i principali meccanismi con cui si origina il rumore prodotto da una turbina eolica. Dato che tali meccanismi sono in alcuni casi ben conosciuti è p
MW di produzione MAIT s.p.a.. 7. La riduzione del rumore prodotto dalle
turbine eoliche In precedenza sono stati illustrati i principali meccanismi con Associazione Italiana di Acustica
0% le emissioni di rumore di questa natura. Allo stato attuale si è quindi raggiunto un livello tale da poter considerare ininfluente questo tipo di contributo al rumore globale prodotto dalle turbine eoliche, in quanto percepibile solamente in prossimità delle macchine. L’altra tipologia di rumore su cui oggi si stanno concentrando gli studi di natura teorica, sperimentale e progettuale è
e ininfluente questo tipo di contributo al rumore globale prodotto dalle
turbine eoliche, in quanto percepibile solamente in prossimità delle macchine. LAssociazione Italiana di Acustica
ltiplicazione dei giri, ad un generatore elettrico e l’energia prodotta, dopo essere stata adeguatamente trasformata ad un livello di tensione superiore, viene immessa nella rete elettrica. Le turbine eoliche sono montate su una torre, sufficientemente alta per catturare maggiore energia dal vento evitando la turbolenza creata dal terreno o da eventuali ostacoli. La caratterizzazione della
un livello di tensione superiore, viene immessa nella rete elettrica. Le
turbine eoliche sono montate su una torre, sufficientemente alta per catturare mGestore dei Servizi Energetici GSE S.p.A
lizzazione della farm eolica);  Algoritmo a Rete Neurale (addestrato con almeno 1 anno di dati storici);  Algoritmo di tipo Fisico (con descrizione dettagliata del parco eolico in termini di turbine , localizzazione delle medesime, curve di potenza etc.);  Modello Meteo WRF (Weather Research and Model);  Dati storici di produzione e del vento;  Descrizione dettagliata dell’impianto (tur
tipo Fisico (con descrizione dettagliata del parco eolico in termini di
turbine, localizzazione delle medesime, curve di potenza etc.);  Modello Meteo Gestore dei Servizi Energetici GSE S.p.A
ine, localizzazione delle medesime, curve di potenza etc.);  Modello Meteo WRF (Weather Research and Model);  Dati storici di produzione e del vento;  Descrizione dettagliata dell’impianto ( turbine ). Gli algoritmi sono stati progettati e sviluppati “In house”. La figura seguente mostra in modo sintetico il sistema su descritto: Entrambi i modelli di predizione girano 2 volte al giorno (a
rici di produzione e del vento;  Descrizione dettagliata dell’impianto (
turbine). Gli algoritmi sono stati progettati e sviluppati “In house”. La figuraGestore dei Servizi Energetici GSE S.p.A
ativa regionale ■ Calabria ■ Puglia ■ Basilicata ■ Campania ■ Sardegna ■ Sicilia 5.3 La connessione alla rete elettrica 6 Gli aspetti contrattuali 49 6.1 I contratti di fornitura delle turbine 6.2 I contratti di operation & maintenance delle turbine 6.3 Le polizze assicurative 7 Gli aspetti economici e finanziari 53 7.1 La simulazione Conclusioni 59 Bibliografia INTRODUZIONE Gli
ttrica 6 Gli aspetti contrattuali 49 6.1 I contratti di fornitura delle
turbine 6.2 I contratti di operation & maintenance delle turbine 6.3 Le polizzProtos S.p.A.
pania ■ Sardegna ■ Sicilia 5.3 La connessione alla rete elettrica 6 Gli aspetti contrattuali 49 6.1 I contratti di fornitura delle turbine 6.2 I contratti di operation & maintenance delle turbine 6.3 Le polizze assicurative 7 Gli aspetti economici e finanziari 53 7.1 La simulazione Conclusioni 59 Bibliografia INTRODUZIONE Gli impianti di produzione di energia eolica possono essere c
ornitura delle turbine 6.2 I contratti di operation & maintenance delle
turbine 6.3 Le polizze assicurative 7 Gli aspetti economici e finanziari 53 7.Protos S.p.A.
iffa Omnicomprensiva di 300 €/MWh per 15 anni, previsto dal D.M. 18/12/2008 e dal recente D.M. 6 luglio 2012 che ha fissato la Tariffa Omnicomprensiva a 268 €/MWh per tale range di potenza. Le turbine di piccole dimensioni rappresentano ancora una quota minore del mercato dell’energia eolica, ma hanno un grande potenziale di sviluppo. A differenza di Paesi come Stati Uniti, Cina, UK e Germa
ato la Tariffa Omnicomprensiva a 268 €/MWh per tale range di potenza. Le
turbine di piccole dimensioni rappresentano ancora una quota minore del mercato Protos S.p.A.
e più elevate, maggiori sollecitazioni a fatica, maggior esigenza di efficienza e rapidità nei controlli). • Regimi di vento meno intensi e più turbolenti a causa di un’inferiore altezza delle turbine (mediamente 30 metri rispetto agli 80-100 metri dell’eolico di grande taglia). • Filiera relativamente giovane e, quindi, di minor esperienza industriale e finanziaria. • Mancanza di track rec
ento meno intensi e più turbolenti a causa di un’inferiore altezza delle
turbine (mediamente 30 metri rispetto agli 80-100 metri dell’eolico di grande taProtos S.p.A.
retagna (figura 1). La World Wind Energy Association (WWEA) nel suo studio sul minieolico, “Small Wind World Report 2012”, ha calcolato che i mini-aerogeneratori installati nel mondo, cioè le turbine con capacità compresa tra i 6 watt e i 300 kW, hanno raggiunto le 656 mila unità alla fine del 2010, per una potenza complessiva di circa 0,4 GW. A detenere il dominio delle installazioni è la
2”, ha calcolato che i mini-aerogeneratori installati nel mondo, cioè le
turbine con capacità compresa tra i 6 watt e i 300 kW, hanno raggiunto le 656 miProtos S.p.A.
ici storici. Dai dati rappresentati nella figura 7, relativa agli impianti di mini eolico installati in Italia, è possibile ricavare la distribuzione media per tipologia (potenza di picco) di turbine (figura 8). I tagli a maggior potenza (100-200 kW) sono riferiti a investimenti avvenuti nel 2010 e nel 2011. Figura 8: Distribuzione statistica della taglia di potenza delle turbine minieoli
bile ricavare la distribuzione media per tipologia (potenza di picco) di
turbine (figura 8). I tagli a maggior potenza (100-200 kW) sono riferiti a invesProtos S.p.A.
icco) di turbine (figura 8). I tagli a maggior potenza (100-200 kW) sono riferiti a investimenti avvenuti nel 2010 e nel 2011. Figura 8: Distribuzione statistica della taglia di potenza delle turbine minieoliche installate in Italia. 2. Gli aspetti tecnici Per turbina eolica s’intende una macchina fluidodinamica capace di convertire l’energia cinetica del vento in lavoro meccanico che pu
2011. Figura 8: Distribuzione statistica della taglia di potenza delle
turbine minieoliche installate in Italia. 2. Gli aspetti tecnici Per turbina eProtos S.p.A.
ima soluzione rappresenta oggi la quasi totalità delle applicazioni per le macchine di minieolico, così come avviene già per quelle di grande taglia. 2.1 Gli aerogeneratori Nella classe delle turbine eoliche di piccola taglia rientrano molte tipologie costruttive, tuttavia poche hanno avuto un risultato commerciale significativo. Per semplificazione, possiamo distinguere due tipologie di t
per quelle di grande taglia. 2.1 Gli aerogeneratori Nella classe delle
turbine eoliche di piccola taglia rientrano molte tipologie costruttive, tuttaviProtos S.p.A.
e eoliche di piccola taglia rientrano molte tipologie costruttive, tuttavia poche hanno avuto un risultato commerciale significativo. Per semplificazione, possiamo distinguere due tipologie di turbine eoliche: ad asse orizzontale e ad asse verticale. Con questo criterio le macchine non sono classificate in base alla potenza nominale di generazione elettrica, ma in base all’orientamento dell
ignificativo. Per semplificazione, possiamo distinguere due tipologie di
turbine eoliche: ad asse orizzontale e ad asse verticale. Con questo criterio leProtos S.p.A.
za nominale di generazione elettrica, ma in base all’orientamento dell’asse principale intorno al quale avviene il moto degli organi rotanti. I generatori ad asse verticale (Vertical Axis Wind Turbine - VAWT), pur presentando caratteristiche peculiari che destano interesse (figura 9-10), soprattutto in casi particolari come le installazioni urbane, anche integrate con l’edilizia, hanno un r
degli organi rotanti. I generatori ad asse verticale (Vertical Axis Wind
Turbine - VAWT), pur presentando caratteristiche peculiari che destano interesseProtos S.p.A.
9-10), soprattutto in casi particolari come le installazioni urbane, anche integrate con l’edilizia, hanno un ruolo di secondo piano rispetto a quelli ad asse orizzontale (Horizontal Axis Wind Turbine - HAWT). Prima di introdurre queste ultime, è opportuno comunque accennare alle tre tipologie principali di macchine ad asse verticale, differenti sostanzialmente per il tipo di funzionamento-
econdo piano rispetto a quelli ad asse orizzontale (Horizontal Axis Wind
Turbine - HAWT). Prima di introdurre queste ultime, è opportuno comunque accennaProtos S.p.A.
zativa, che ben si presta anche all’autocostruzione, e per la loro economicità, le macchine eoliche a resistenza continuano a occupare una loro specifica nicchia. La presenza nel mercato delle turbine ad asse verticale (figura 9) è comunque ancora molto limitata, anche se non è possibile escludere uno sviluppo futuro, connesso all’evoluzione tecnologica. Figura 9: Le quattro principali tip
ano a occupare una loro specifica nicchia. La presenza nel mercato delle
turbine ad asse verticale (figura 9) è comunque ancora molto limitata, anche se Protos S.p.A.
erticale (figura 9) è comunque ancora molto limitata, anche se non è possibile escludere uno sviluppo futuro, connesso all’evoluzione tecnologica. Figura 9: Le quattro principali tipologie di turbine ad asse verticale. Figura 10: Generatori ad asse verticale. Figura 11: Generatori ad asse orizzontale. Ci soffermeremo, quindi, a illustrare brevemente le caratteristiche tecniche degli aerog
ll’evoluzione tecnologica. Figura 9: Le quattro principali tipologie di
turbine ad asse verticale. Figura 10: Generatori ad asse verticale. Figura 11: GProtos S.p.A.
vvero il limite di Betz (Cp=0,6). Figura 13: Rappresentazione grafica del Cp dei vari tipi di turbina al variare della velocità di rotazione. Figura 14: Curva di funzionamento ottimale delle turbine in base al loro numero di pale (solidità). Un rotore ideale non possiede mozzo, ha un infinito numero di pale e attrito pari a 0. I generatori più diffusi sono quelli sincroni e asincroni.
velocità di rotazione. Figura 14: Curva di funzionamento ottimale delle
turbine in base al loro numero di pale (solidità). Un rotore ideale non possiedProtos S.p.A.
ha un infinito numero di pale e attrito pari a 0. I generatori più diffusi sono quelli sincroni e asincroni. Quelle bipala, anche se sono in grado di fornire la stessa resa energetica delle turbine tripala (risparmiando sulle quantità di materiali utilizzati e quindi a un costi più bassi), producono maggiori emissioni acustiche a causa delle più elevate velocità di rotazione. Le turbine
ipala, anche se sono in grado di fornire la stessa resa energetica delle
turbine tripala (risparmiando sulle quantità di materiali utilizzati e quindi a Protos S.p.A.
turbine tripala (risparmiando sulle quantità di materiali utilizzati e quindi a un costi più bassi), producono maggiori emissioni acustiche a causa delle più elevate velocità di rotazione. Le turbine monopala, invece, trovano ormai impiego solamente per aerogeneratori molto piccoli (<10 KW). Entrambe queste ultime tipologie soffrono di una rotazione meno simmetrica, anche se più rapida, ri
emissioni acustiche a causa delle più elevate velocità di rotazione. Le
turbine monopala, invece, trovano ormai impiego solamente per aerogeneratori molProtos S.p.A.
azioni della velocità del vento: le misure così ottenute, ovvero i valori mediati su un intervallo di tempo di 10 minuti (standard comunemente utilizzato anche nelle curve di prestazione delle turbine eoliche fornite dai costruttori), vengono organizzati, ai fini dell’analisi, in classi di velocità (bins) di ampiezza fissa. Ogni classe è definita da un valore medio delle velocità del vento,
(standard comunemente utilizzato anche nelle curve di prestazione delle
turbine eoliche fornite dai costruttori), vengono organizzati, ai fini dell’analProtos S.p.A.
ipico di riferimento pari a 2 (in questo caso la distribuzione Weibull coincide con la più nota distribuzione di Reyleigh, molto utilizzata come distribuzione di riferimento dai costruttori di turbine eoliche). Al variare del fattore di forma k , mantenendo inalterata la velocità media, si assiste a una modifica della curva di Weibull che corrisponde ad una variazione della distribuzione an
h, molto utilizzata come distribuzione di riferimento dai costruttori di
turbine eoliche). Al variare del fattore di forma k , mantenendo inalterata la vProtos S.p.A.
orio italiano, è riportato un prospetto (tabella 21) che mette in relazione la produzione media teoricamente ottenibile con diverse combinazioni di caratteristiche di ventosità e potenze delle turbine installate. Sulla base dei valori di potenza media erogata da aerogeneratori ad asse orizzontale, che presentano migliori prestazioni sui venti fino a 10-12 m/s, sono stati calcolati i valori
con diverse combinazioni di caratteristiche di ventosità e potenze delle
turbine installate. Sulla base dei valori di potenza media erogata da aerogeneraProtos S.p.A.
ione per la definizione di potenza nominale. Il calcolo delle ore/anno equivalenti applicato a singole macchine ha portato conseguentemente a dispersioni significative nei risultati, anche per turbine con la stessa potenza nominale. In generale, dai valori riportati nella tabella 22, si riscontra che, alla nostre latitudini, si possono raggiungere in linea teorica risultati di producibilità
to conseguentemente a dispersioni significative nei risultati, anche per
turbine con la stessa potenza nominale. In generale, dai valori riportati nella Protos S.p.A.
a conformità a tali norme dovrà essere documentata da Enti accreditati. Ritornando alle specifiche della CEI EN 61400, nel settore minieolico sono particolarmente importanti le CEI EN 61400-2 “ Turbine eoliche-Parte 2: Prescrizioni di progettazione degli aerogeneratori di piccola taglia”, e le CEI EN 61400-1 “Turbine eoliche-Parte 1: Prescrizioni di progettazione”. Entrambe le norme definisc
el settore minieolico sono particolarmente importanti le CEI EN 61400-2 “
Turbine eoliche-Parte 2: Prescrizioni di progettazione degli aerogeneratori di pProtos S.p.A.
, nel settore minieolico sono particolarmente importanti le CEI EN 61400-2 “Turbine eoliche-Parte 2: Prescrizioni di progettazione degli aerogeneratori di piccola taglia”, e le CEI EN 61400-1 “ Turbine eoliche-Parte 1: Prescrizioni di progettazione”. Entrambe le norme definiscono diverse classi di aerogeneratori, caratterizzate da un grado di robustezza strutturale crescente (dalla Classe IV
gettazione degli aerogeneratori di piccola taglia”, e le CEI EN 61400-1 “
Turbine eoliche-Parte 1: Prescrizioni di progettazione”. Entrambe le norme definProtos S.p.A.
la di contratti di costruzione e di gestione-manutenzione che rispettino le condizioni di bancabilità richieste dal tipo di finanziamento. Contratti della fase di costruzione • Fornitura delle turbine (costruzione, trasporto, montaggio, commissioning, testing); • Opere Civili (fondazioni, strade, piazzola di montaggio); • Opere Elettriche (cavidotti e connessione). Contratti/o della fase di
di finanziamento. Contratti della fase di costruzione • Fornitura delle
turbine (costruzione, trasporto, montaggio, commissioning, testing); • Opere CivProtos S.p.A.
commissioning, testing); • Opere Civili (fondazioni, strade, piazzola di montaggio); • Opere Elettriche (cavidotti e connessione). Contratti/o della fase di O&M • Operation & Maintenance delle turbine ; • Maintenance delle opere civili ed elettriche. Sono stati analizzati in particolare il contratto di fornitura e di manutenzione delle turbine, rimandando all’ampia letteratura esistente per
nessione). Contratti/o della fase di O&M • Operation & Maintenance delle
turbine; • Maintenance delle opere civili ed elettriche. Sono stati analizzati iProtos S.p.A.
ella fase di O&M • Operation & Maintenance delle turbine; • Maintenance delle opere civili ed elettriche. Sono stati analizzati in particolare il contratto di fornitura e di manutenzione delle turbine , rimandando all’ampia letteratura esistente per la contrattualistica delle forniture elettriche e civili e per la loro manutenzione e conduzione che, nella fattispecie del minieolico, non rapp
lizzati in particolare il contratto di fornitura e di manutenzione delle
turbine, rimandando all’ampia letteratura esistente per la contrattualistica delProtos S.p.A.
utenzione e conduzione che, nella fattispecie del minieolico, non rappresentano una criticità né per gli aspetti tecnici né per i valori economici in gioco. 6.1 I contratti di fornitura delle turbine . È opportuno che lo scopo del lavoro della fornitura includa, oltre alla fornitura, anche il trasporto, il montaggio, l’avviamento e il test, fino alla verifica delle specifiche di performance
né per i valori economici in gioco. 6.1 I contratti di fornitura delle
turbine. È opportuno che lo scopo del lavoro della fornitura includa, oltre allaProtos S.p.A.
riverle, preferendo concentrarsi nella loro strategia commerciale sul basso prezzo di fornitura piuttosto che su un maggior grado di garanzia. 6.2 I contratti di operation & maintenance delle turbine . I contratti di gestione e manutenzione (O&M) sono fondamentali per assicurare e garantire il funzionamento degli impianti, la cui vita utile attesa è di 20 anni. Sono contratti indispensabili
ior grado di garanzia. 6.2 I contratti di operation & maintenance delle
turbine. I contratti di gestione e manutenzione (O&M) sono fondamentali per assiProtos S.p.A.
sottoscrizione di contratti O&M strutturati come sopra descritto, porterebbe naturalmente ad una corresponsabilizzazione del fornitore stesso che, ad esempio, sarebbe disincentivato a vendere turbine di caratteristiche non adatte ai siti previsti di installazione. D’altra parte, per i fornitori di turbine si evidenzia l’opportunità di sviluppo di un business durevole (passando dalla sempli
e del fornitore stesso che, ad esempio, sarebbe disincentivato a vendere
turbine di caratteristiche non adatte ai siti previsti di installazione. D’altraProtos S.p.A.
sabilizzazione del fornitore stesso che, ad esempio, sarebbe disincentivato a vendere turbine di caratteristiche non adatte ai siti previsti di installazione. D’altra parte, per i fornitori di turbine si evidenzia l’opportunità di sviluppo di un business durevole (passando dalla semplice “fornitura” alla “fornitura e manutenzione”), la cui rilevanza non è stata forse ancora completamente co
tte ai siti previsti di installazione. D’altra parte, per i fornitori di
turbine si evidenzia l’opportunità di sviluppo di un business durevole (passandoProtos S.p.A.
vere la sezione RCT (Responsabilità civile verso terzi) opportunamente dimensionata. Infine, la presenza di un adeguato piano assicurativo è un elemento di comfort anche per il fornitore delle turbine ed il Contractor O&M nell’accettazione di migliori profili di garanzia nei contratti (rispettivamente di fornitura e di O&M), poiché le relative penali sono normalmente corrisposte al netto di
piano assicurativo è un elemento di comfort anche per il fornitore delle
turbine ed il Contractor O&M nell’accettazione di migliori profili di garanzia nProtos S.p.A.
imenti in valore assoluto, possano verificarsi scenari di redditività e di ritorno dell’investimento radicalmente differenti. I costi industriali, con riferimento principalmente a quelli delle turbine che hanno la più grande incidenza relativa, non sono ancora stabilizzati e sono un indice di un mercato non ancora maturo. Il range osservato varia, infatti, da 2,5 a 3,5 milioni di euro per M
enti. I costi industriali, con riferimento principalmente a quelli delle
turbine che hanno la più grande incidenza relativa, non sono ancora stabilizzatiProtos S.p.A.
ricavi annuali con ipotesi di ore di vento equivalenti plausibili per installazioni sul territorio italiano (1.500, 1.800, 2.000, 2.200, 2.500) corrispondenti a tre potenze rappresentative di turbine o gruppi di turbine (60, 100, 200 kW). Le considerazioni sulla producibilità qui riportate, cioè la quantità di energia producibile in un singolo anno di esercizio ed espressa in “ore equival
00, 2.000, 2.200, 2.500) corrispondenti a tre potenze rappresentative di
turbine o gruppi di turbine (60, 100, 200 kW). Le considerazioni sulla producibProtos S.p.A.
ipotesi di ore di vento equivalenti plausibili per installazioni sul territorio italiano (1.500, 1.800, 2.000, 2.200, 2.500) corrispondenti a tre potenze rappresentative di turbine o gruppi di turbine (60, 100, 200 kW). Le considerazioni sulla producibilità qui riportate, cioè la quantità di energia producibile in un singolo anno di esercizio ed espressa in “ore equivalenti” o “heq”, fanno
500) corrispondenti a tre potenze rappresentative di turbine o gruppi di
turbine (60, 100, 200 kW). Le considerazioni sulla producibilità qui riportate,Protos S.p.A.
unzioni alla base del Business Plan iniziale. Il piano assicurativo, già a tutela dell’investitore e dei soggetti finanziatori, deve essere tale da garantire un maggior comfort ai fornitori di turbine nell’accettazione di formule contrattuali che prevedano penali legate alle performance dell’impianto. È utile ricordare che, ove non fosse possibile attuare le best practice descritte e quindi
iatori, deve essere tale da garantire un maggior comfort ai fornitori di
turbine nell’accettazione di formule contrattuali che prevedano penali legate alProtos S.p.A.
a. La campagna anemometrica ha evidenziato una velocità media del vento risulta superiore ai 6,89m/s a 85 m dal livello del suolo. Inoltre dalle simulazioni con il software WASP risulta che le turbine eoliche superano in media le 2000 ore di funzionamento all’anno (precisamente 2561) rendendo valida la realizzazione del parco eolico da un punto di vista tecnico-economico. Inserimento paesag
del suolo. Inoltre dalle simulazioni con il software WASP risulta che le
turbine eoliche superano in media le 2000 ore di funzionamento all’anno (precisaFortore Servizi S.p.A.
petto della compagine paesaggistica preesistente ovvero sulla base della “disponibilità di spazi” che per la loro naturale conformazione attualmente già si presentano “idonei” ad accogliere le turbine . Sicuramente gli aerogeneratori sono gli elementi di una wind farm che, per le loro dimensioni, generano maggiore impatto paesaggistico, soprattutto sotto il profilo percettivo. Ma non bisogna
le conformazione attualmente già si presentano “idonei” ad accogliere le
turbine. Sicuramente gli aerogeneratori sono gli elementi di una wind farm che, Fortore Servizi S.p.A.
nuova viabilità per una lunghezza complessiva di circa 370m; • l’adeguamento di viabilità esistente; • un cavidotto interrato in media tensione per il trasferimento dell’energia prodotta dalle turbine alla cabina di raccolta; • una stazione di trasformazione e smistamento; • un raccordo AT costituito da una linea in cavo interrata; • uno stallo arrivo linea AT nella Cabina Primaria di Borgi
rrato in media tensione per il trasferimento dell’energia prodotta dalle
turbine alla cabina di raccolta; • una stazione di trasformazione e smistamento;Fortore Servizi S.p.A.
Installazioni, prove e collaudi delle apparecchiature elettriche (quadri, interruttori, trasformatori ecc.) nella cabina e nella Stazione Elettrica. Realizzazione degli impianti di terra delle turbine , della cabina e della Stazione 150/20 kV. Caratteristiche tecniche dell’aerogeneratore L’aerogeneratore è una macchina rotante che trasforma l’energia cinetica del vento in energia elettrica e
e nella Stazione Elettrica. Realizzazione degli impianti di terra delle
turbine, della cabina e della Stazione 150/20 kV. Caratteristiche tecniche dell’Fortore Servizi S.p.A.
ia prodotta dal parco eolico alla cabina di raccolta, si sviluppa interamente sul territorio comunale di Borgia (CZ) ed è costituito da due linee che collegano in entra-esce rispettivamente le turbine n° 5-2 e le turbine 3-4-1 tra di loro con la cabine di raccolta. Tali linee, di lunghezza pari a circa 1700 m, percorrono per circa 520 m la strada comunale S. Pietro, per 300 m circa la strad
è costituito da due linee che collegano in entra-esce rispettivamente le
turbine n° 5-2 e le turbine 3-4-1 tra di loro con la cabine di raccolta. Tali liFortore Servizi S.p.A.
o eolico alla cabina di raccolta, si sviluppa interamente sul territorio comunale di Borgia (CZ) ed è costituito da due linee che collegano in entra-esce rispettivamente le turbine n° 5-2 e le turbine 3-4-1 tra di loro con la cabine di raccolta. Tali linee, di lunghezza pari a circa 1700 m, percorrono per circa 520 m la strada comunale S. Pietro, per 300 m circa la strada comunale Serbigora
linee che collegano in entra-esce rispettivamente le turbine n° 5-2 e le
turbine 3-4-1 tra di loro con la cabine di raccolta. Tali linee, di lunghezza paFortore Servizi S.p.A.
llo scavo di 20 cm; • nastro segnaletico; • riempimento finale con il materiale di risulta dello scavo e ripristino del manto stradale ove necessario. Lungo tutto lo scavo dei collegamenti tra turbine e cabina di consegna sarà posata una corda in rame nudo da 50 mmq mentre per le telecomunicazioni sarà posata la fibra ottica dentro uno/due tubi rigido di tipo almeno 450. Le strade attravers
manto stradale ove necessario. Lungo tutto lo scavo dei collegamenti tra
turbine e cabina di consegna sarà posata una corda in rame nudo da 50 mmq mentreFortore Servizi S.p.A.
ccessori, per le varie condizioni di impiego, sono disponibili in una vasta gamma. Impianto di terra Si possono individuare diversi impianti di terra e precisamente: − impianto di terra per le turbine ; − impianto di terra per la cabina; (vedi elaborato 5.2) − impianto di terra per la stazione 150/30 kV; Impianto di terra turbina Ogni turbina dovrà essere dotata di un impianto di terra con r
are diversi impianti di terra e precisamente: − impianto di terra per le
turbine; − impianto di terra per la cabina; (vedi elaborato 5.2) − impianto di tFortore Servizi S.p.A.
Parametri anemologici individuati 26 3.4.1. Stima indiretta delle risorse eoliche per l'area in esame 28 3.5. Specifiche degli aerogeneratori utilizzati 30 3.6. Distribuzione funzionale delle turbine e produzione di energia stimata 32 4. OPERE PREVISTE 34 4.1. Viabilità di accesso e di attraversamento 34 4.2. Piazzole temporanee di servizio 35 4.3. Fondazioni degli aerogeneratori 35 4.4. M
e degli aerogeneratori utilizzati 30 3.6. Distribuzione funzionale delle
turbine e produzione di energia stimata 32 4. OPERE PREVISTE 34 4.1. Viabilità dEurinvest Energia Uno S.r.l.
ifera degli anni settanta, ma l'interesse e il sostegno non sono durati a lungo. Negli ultimi anni, però, il considerevole miglioramento nelle prestazioni e nell'accessibilità di celle solari, turbine eoliche e biocarburanti hanno aperto la strada a una commercializzazione di massa. Oltre ai noti vantaggi per l'ambiente, le fonti rinnovabili promettono di migliorare la sicurezza energetica
le miglioramento nelle prestazioni e nell'accessibilità di celle solari,
turbine eoliche e biocarburanti hanno aperto la strada a una commercializzazioneEurinvest Energia Uno S.r.l.
ola Germania ha un parco eolico corrispondente a più di megawatt e la regione settentrionale dello SchleswigHolstein soddisfa un quarto del suo fabbisogno annuo di elettricità con più di 2.400 turbine eoliche. La Spagna ha una potenza installata di megawatt, la Danimarca di 3.000 e la Gran Bretagna, l'Olanda e il Portogallo contribuiscono con più di 1.000 megawatt ciascuno. Negli Stati Unit
disfa un quarto del suo fabbisogno annuo di elettricità con più di 2.400
turbine eoliche. La Spagna ha una potenza installata di megawatt, la Danimarca dEurinvest Energia Uno S.r.l.
ternazionale. 2.2. Tecnologia delle macchine eoliche La tecnologia eolica si può considerare oggigiorno una tecnologia commercialmente competitiva con quelle basate sulle fonti fossili, con turbine eoliche di varie taglie disponibili sul mercato, sicure e tecnologicamente affidabili e con processi di progettazione standardizzati. La tecnologia sviluppata si basa sul principio di trasform
a commercialmente competitiva con quelle basate sulle fonti fossili, con
turbine eoliche di varie taglie disponibili sul mercato, sicure e tecnologicamenEurinvest Energia Uno S.r.l.
gia sviluppata si basa sul principio di trasformazione dell'energia cinetica della massa d'aria in movimento a una data velocità in energia meccanica (e successivamente elettrica) per mezzo di turbine , dette aerogeneratori, che rispondono alla seguente legge fisica: P = 0,593 ½ (d2/4) v3 in cui: P = potenza estraibile dalla massa d'aria, di densità [kg/m3], in movimento alla velocità v; 0,5
velocità in energia meccanica (e successivamente elettrica) per mezzo di
turbine, dette aerogeneratori, che rispondono alla seguente legge fisica: P = 0,Eurinvest Energia Uno S.r.l.
593 = Costante di Betz, che esprime la massima potenza teoricamente estraibile dalla massa d'aria in movimento; d La formula sopra riportata evidenzia una serie di aspetti caratteristici delle turbine eoliche: = diametro del cerchio descritto dal movimento rotatorio delle pale attorno all'asse; = rendimento della specifica macchina. la potenza ottenibile da un aerogeneratori dipende dall'
mula sopra riportata evidenzia una serie di aspetti caratteristici delle
turbine eoliche: = diametro del cerchio descritto dal movimento rotatorio delle Eurinvest Energia Uno S.r.l.
eolico e contemporaneamente ridurre il problema dell'intermittenza, per la maggiore stabilità del vento. D'altra parte, gli impianti offshore richiedono significativi costi addizionali, per le turbine (che devono sopportare situazioni meteorologiche più difficili), per le maggiori difficoltà e costi delle fondamenta e per le maggiori spese legate alla trasmissione dell'elettricità sulla ter
gli impianti offshore richiedono significativi costi addizionali, per le
turbine (che devono sopportare situazioni meteorologiche più difficili), per le Eurinvest Energia Uno S.r.l.
sso separati Asincrono con OptiSpeed 3.000 kW 50 Hz ­ 1.000 V Due stadi epicicloidali ed uno stadio elicoidale ad assi paralleli 70 t 41 t 160 t La caratteristica performante di tale tipo di turbine è il ridotto peso; il peso, determinante per l'incidenza sui costi di produzione, dei materiali, del trasporto e dell'installazione, è notevolmente basso se commisurato con la potenza generabi
aralleli 70 t 41 t 160 t La caratteristica performante di tale tipo di
turbine è il ridotto peso; il peso, determinante per l'incidenza sui costi di prEurinvest Energia Uno S.r.l.
re anche la quantità di materiale da utilizzare, garantendo un'ulteriore riduzione del peso complessivo. Per questo motivo, sebbene la V90 copra una superficie del 27% in più rispetto ad altre turbine di minore potenza, le nuove pale hanno sostanzialmente lo stesso peso. Il nuovo profilo delle pale montate sulla V90, inoltre, ha un significativo miglioramento sotto il profilo aerodinamico,
vo, sebbene la V90 copra una superficie del 27% in più rispetto ad altre
turbine di minore potenza, le nuove pale hanno sostanzialmente lo stesso peso. IEurinvest Energia Uno S.r.l.
di entrata. Ciò si traduce in una maggiore erogazione e in una riduzione dei trasferimenti di carico, per un miglioramento complessivo delle prestazioni. 3.6. Distribuzione funzionale delle turbine e produzione di energia stimata Il progetto prevede la messa in opera di n°15 aerogeneratori con rotore a tre pale ad asse orizzontale. Le pale sono con regolazione del passo e sistema attivo
nto complessivo delle prestazioni. 3.6. Distribuzione funzionale delle
turbine e produzione di energia stimata Il progetto prevede la messa in opera dEurinvest Energia Uno S.r.l.
azione delle telecomunicazioni (come qualsiasi ostacolo); la forma del segnale ricevuto con eventuale alterazione dell'informazione. Tali effetti sono limitati a poche centinaia di metri dalle turbine , pertanto nel caso in esame la distanza degli aerogeneratori dalle potenziali sorgenti del segnale determinerà una interferenza irrilevante. Inoltre, la scelta dei materiali delle pale è tale
nformazione. Tali effetti sono limitati a poche centinaia di metri dalle
turbine, pertanto nel caso in esame la distanza degli aerogeneratori dalle potenEurinvest Energia Uno S.r.l.
una velocità del vento di 6 m/s. Per velocità del vento superiori a 6 m/s il rumore ambientale è notevolmente influenzato da tale velocità per cui l'incremento di livello acustico dovuto alle turbine diventa trascurabile. 5.3. Misure di mitigazione ed interventi di compensazione e monitoraggio A seguito dello studio di impatto effettuato sulle diverse componenti ambientali, sono state d
to da tale velocità per cui l'incremento di livello acustico dovuto alle
turbine diventa trascurabile. 5.3. Misure di mitigazione ed interventi di compEurinvest Energia Uno S.r.l.
rasportato in discarica autorizzata; saranno previste tutte le procedure di sicurezza atte ad evitare spandimenti accidentali degli oli derivanti dal funzionamento delle parti meccaniche delle turbine e dai trasformatori utilizzati; le fondazioni degli aerogeneratori verranno realizzate con l'estradosso posto ad una profondità non inferiore a 0,80 m dal piano campagna a sistemazione avvenut
ntali degli oli derivanti dal funzionamento delle parti meccaniche delle
turbine e dai trasformatori utilizzati; le fondazioni degli aerogeneratori verraEurinvest Energia Uno S.r.l.
fologia del versante, creando la naturale continuità della pendenza. PERCEZIONE DEL PAESAGGIO Le torri saranno dislocate a distanze di oltre 270 metri l'una dall'altra; la localizzazione delle turbine è stata effettuata cercando di dare una percezione unitaria all'intero impianto al fine di evitare il cosiddetto effetto selva. Saranno usati colori opachi, non riflettenti, con tonalità croma
a distanze di oltre 270 metri l'una dall'altra; la localizzazione delle
turbine è stata effettuata cercando di dare una percezione unitaria all'intero iEurinvest Energia Uno S.r.l.
mità delle vigenti leggi in materia; saranno previste tutte le procedure di sicurezza atte ad evitare spandimenti accidentali degli oli derivanti dal funzionamento delle parti meccaniche delle turbine e dai trasformatori utilizzati. Interventi di Monitoraggio postoperam 6. FASI DI REALIZZAZIONE DELL'INTERVENTO I tempi previsti per realizzazione del parco eolico sono stati stimati in ci
ntali degli oli derivanti dal funzionamento delle parti meccaniche delle
turbine e dai trasformatori utilizzati. Interventi di Monitoraggio postoperam Eurinvest Energia Uno S.r.l.
iata in accordo con le caratteristiche specifiche del sito e le esigenze del cliente. 2.1.2 Influenza della vicinanza con altri aerogeneratori I carichi sull’aerogeneratore sono verificati per turbine isolate. In generale Tozzi Nord raccomanda che gli aerogeneratori siano disposti ad almeno 5 diametri rotore di distanza l’uno dall’altro. 2.1.3 Terreno complesso I carichi sull’aerogeneratore
n altri aerogeneratori I carichi sull’aerogeneratore sono verificati per
turbine isolate. In generale Tozzi Nord raccomanda che gli aerogeneratori siano Tozzi Nord S.r.l.
nsiderazioni relative alla producibilità degli impianti esistenti, sulle tecnologie disponibili e il loro impatto su prestazioni, manutenzione e costi, includendo anche delle valutazioni sulle turbine rigenerate e i mini-parchi. Il documento si conclude con una discussione sulle principali barriere allo sviluppo del settore. Lorenzo Battisti (Università di Trento) Lorenzo Battisti è Profess
stazioni, manutenzione e costi, includendo anche delle valutazioni sulle
turbine rigenerate e i mini-parchi. Il documento si conclude con una discussioneQualenergia S.r.l.
ato in Ingegneria Meccanica a Padova nel 1988 e ha conseguito un master post-laurea presso il von Karman Institute for Fluid-Dynamics nel 1996. L’attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turb
luid-Dynamics nel 1996. L’attività scientifica è focalizzata nel settore
turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione Qualenergia S.r.l.
ia Meccanica a Padova nel 1988 e ha conseguito un master post-laurea presso il von Karman Institute for Fluid-Dynamics nel 1996. L’attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turbine nei climi f
el 1996. L’attività scientifica è focalizzata nel settore turbine a gas,
turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi spQualenergia S.r.l.
bine a gas, turbine idrauliche ed energia eolica, con particolare attenzione alle analisi sperimentali. Con riferimento al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle turbine nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scientifica e didattica con il Politecnico di Copenhagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle t
al settore eolico si è occupato di sistemi antighiaccio e gestione delle
turbine nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scienQualenergia S.r.l.
e nei climi freddi nell’ambito di una quasi decennale collaborazione scientifica e didattica con il Politecnico di Copenhagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle turbine di piccola taglia presso la struttura del campo eolico sperimentale di Trento (CEST). È autore di numerosi testi, articoli scientifici e brevetti. lorenzo.battisti@unitn.it. INDICE Introduzion
hagen. Recentemente sta sviluppando la modellistica fluidodinamica nelle
turbine di piccola taglia presso la struttura del campo eolico sperimentale di TQualenergia S.r.l.
anutenzione 3.1. Effetto del diametro sulle prestazioni 3.2. Effetto della tecnologia di controllo sulla produzione 3.3. Impatto della tecnologia sulla manutenzione 3.4 Effetto dell’impiego di turbine rigenerate 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o turbine singole 4. Principali barriere allo sviluppo del settore Schede Sponsor Introduzione Lo Speciale Tecnico analizza lo stato dell’art
Impatto della tecnologia sulla manutenzione 3.4 Effetto dell’impiego di
turbine rigenerate 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o turbine singole 4. Qualenergia S.r.l.
Effetto della tecnologia di controllo sulla produzione 3.3. Impatto della tecnologia sulla manutenzione 3.4 Effetto dell’impiego di turbine rigenerate 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o turbine singole 4. Principali barriere allo sviluppo del settore Schede Sponsor Introduzione Lo Speciale Tecnico analizza lo stato dell’arte della tecnologia del mini eolico. Sulla base dei dati pubbl
’impiego di turbine rigenerate 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o
turbine singole 4. Principali barriere allo sviluppo del settore Schede Sponsor Qualenergia S.r.l.
con il mini idro), alla rilevanza energetica a livello nazionale, sulle tecnologie disponibili e il loro impatto su prestazioni, manutenzione e costi, includendo anche delle valutazioni sulle turbine rigenerate e i mini-parchi. Il documento si conclude con una discussione sulle principali barriere allo sviluppo del settore. Il dato più rilevante che emerge è sicuramente il ridotto numero d
stazioni, manutenzione e costi, includendo anche delle valutazioni sulle
turbine rigenerate e i mini-parchi. Il documento si conclude con una discussioneQualenergia S.r.l.
ne delle fasi di manutenzione. Il risultato mette in evidenza come sia essenziale, per la sostenibilità economica dell’investimento, non solo un auspicato abbassamento del costo unitario delle turbine , ma specialmente una corretta valutazione della ventosità media annua effettiva del sito, la quale si riflette pesantemente sulla redditività. A titolo di esempio si dimostra che l’errore di p
nvestimento, non solo un auspicato abbassamento del costo unitario delle
turbine, ma specialmente una corretta valutazione della ventosità media annua efQualenergia S.r.l.
ss della produzione e vendita dell’energia, dapprima limitatamente al settore del grande eolico poi sempre più, complice il rallentamento di tale settore, verso le classi di potenza delle mini turbine più favorite dagli elevati valori della tariffa incentivante. Le recenti elaborazioni condotte dal GSE (aggiornate al gennaio 2015) su numero di impianti incentivati/impegnati per classi di po
il rallentamento di tale settore, verso le classi di potenza delle mini
turbine più favorite dagli elevati valori della tariffa incentivante. Le recentiQualenergia S.r.l.
si può attendere, per i siti migliori, 5-6 m/s, ad esclusione di poche aree che presentano eccezionalmente valori di 7 m/s. Tali valori vanno presi con cautela. Infatti va tenuto conto che le turbine eoliche operano in uno strato atmosferico che si estende dal livello del terreno ad un’altezza di circa di 200 m dal suolo, quindi il flusso in cui sono immerse è influenzato dalle condizioni
m/s. Tali valori vanno presi con cautela. Infatti va tenuto conto che le
turbine eoliche operano in uno strato atmosferico che si estende dal livello delQualenergia S.r.l.
liano in funzione delle classi IEC. Considerando i tipici gradienti di velocità verticale dei siti italiani si perviene alla figura 4. Se le quote di installazione sono comprese fra 15 e 55 m ( turbine con potenza da 5-10 kW a 200 kW), un sito con ventosità di 5 m/s a 25 m di altezza presenterà valori medi di velocità compresi fra circa 4,6 e 5,6 m/s, mentre siti con ventosità di 6,5 m/s a 2
alla figura 4. Se le quote di installazione sono comprese fra 15 e 55 m (
turbine con potenza da 5-10 kW a 200 kW), un sito con ventosità di 5 m/s a 25 m Qualenergia S.r.l.
el mozzo. Con tali valori di ventosità il numero di ore di funzionamento annuo teorico risultanti è compreso fra 1500 e 2800 ore. Figura 4 - Andamento della ventosità più probabile per le mini turbine in funzione della quota di installazione. 1.2 Producibilità effettiva degli impianti Dall’analisi dei dati pubblicati nel 2015 da GSE su un campione di macchine nel triennio 2011-2013, riporta
2800 ore. Figura 4 - Andamento della ventosità più probabile per le mini
turbine in funzione della quota di installazione. 1.2 Producibilità effettiva deQualenergia S.r.l.
ecialmente per le classi più bassa, 1-20 kW). Questa prassi determina errori macroscopici di sovrastima della risorsa eolica, con conseguenti ridotti livelli di produzione reale. 2. Impiego di turbine con curva di potenza non certificata. La produzione calcolata sulla base di dati teorici determina sempre sovrastime assai elevate (anche del 50%) sulla produzione reale. 3. Presenza di numero
lica, con conseguenti ridotti livelli di produzione reale. 2. Impiego di
turbine con curva di potenza non certificata. La produzione calcolata sulla baseQualenergia S.r.l.
95-97% (corrispondenti a circa 10-20 giorni di fermo all’anno), possono lievitare fino a ridurre i valori di disponibilità dell’intero impianto all’85-90%. Tabella 1 - Dati GSE del campione di turbine minieoliche nel triennio 2011-2013 utilizzate per il calcolo delle ore equivalenti annue. Figura 5 – Risultati dell’analisi delle ore equivalenti per il campione di tabella 1 (dati GSE 2015).
tà dell’intero impianto all’85-90%. Tabella 1 - Dati GSE del campione di
turbine minieoliche nel triennio 2011-2013 utilizzate per il calcolo delle ore eQualenergia S.r.l.
Questo dato, quando è sottrattivo del valore medio porta a indicare la presenza di impianti con poche centinaia di ore anno di funzionamento, significativi di importanti tassi di guasto delle turbine . Mentre il dato di deviazione standard quando sommato porta a valori di circa 1800 ore per la taglia 60-200 kW e circa 1500 ore per la taglia 20-60 kW. Questi valori risultano inferiori a quel
anno di funzionamento, significativi di importanti tassi di guasto delle
turbine. Mentre il dato di deviazione standard quando sommato porta a valori di Qualenergia S.r.l.
a 2000 o 1700 e stime di 2000 ore tradursi in un investimento fallimentare. Si aggiunga a questo che la disponibilità tecnica reale dell’impianto (considerando l’indisponibilità tecnica della turbine , del BOP e della rete) è dell’ordine dell’85 o 90% per le turbine più piccole e difficilmente (a parte casi specifici di eccellenza) superare il 90-95% per le turbine di classe 60-200 kW, per
ecnica reale dell’impianto (considerando l’indisponibilità tecnica della
turbine, del BOP e della rete) è dell’ordine dell’85 o 90% per le turbine più piQualenergia S.r.l.
limentare. Si aggiunga a questo che la disponibilità tecnica reale dell’impianto (considerando l’indisponibilità tecnica della turbine, del BOP e della rete) è dell’ordine dell’85 o 90% per le turbine più piccole e difficilmente (a parte casi specifici di eccellenza) superare il 90-95% per le turbine di classe 60-200 kW, per cui alle ore reali discusse sopra vanno sottratte ulteriori centin
della turbine, del BOP e della rete) è dell’ordine dell’85 o 90% per le
turbine più piccole e difficilmente (a parte casi specifici di eccellenza) superQualenergia S.r.l.
sponibilità tecnica della turbine, del BOP e della rete) è dell’ordine dell’85 o 90% per le turbine più piccole e difficilmente (a parte casi specifici di eccellenza) superare il 90-95% per le turbine di classe 60-200 kW, per cui alle ore reali discusse sopra vanno sottratte ulteriori centinaia di ore di funzionamento. A titolo di confronto, le turbine di grandi dimensioni e i parchi presen
ilmente (a parte casi specifici di eccellenza) superare il 90-95% per le
turbine di classe 60-200 kW, per cui alle ore reali discusse sopra vanno sottratQualenergia S.r.l.
eccellenza) superare il 90-95% per le turbine di classe 60-200 kW, per cui alle ore reali discusse sopra vanno sottratte ulteriori centinaia di ore di funzionamento. A titolo di confronto, le turbine di grandi dimensioni e i parchi presentano un numero di ore di funzionamento equivalente più elevato e maggiormente aderente alle stime di progetto. Nello stesso periodo considerato gli impian
e ulteriori centinaia di ore di funzionamento. A titolo di confronto, le
turbine di grandi dimensioni e i parchi presentano un numero di ore di funzionamQualenergia S.r.l.
nte primaria, l’acqua, e in parte ad un migliore livello di affidabilità della tecnologia idroelettrica. 2. Le tecnologie disponibili Mentre in passato la produzione di energia elettrica delle turbine di piccola taglia non ha avuto effetti sensibili sul funzionamento e controllo delle reti elettriche locali, attualmente in certe aree il grado di penetrazione è più importante (si pensi alle
e disponibili Mentre in passato la produzione di energia elettrica delle
turbine di piccola taglia non ha avuto effetti sensibili sul funzionamento e conQualenergia S.r.l.
. Al crescere della potenza connessa questi parametri di controllo diventano via via più importanti. L’introduzione dell’elettronica di potenza ha cambiato la caratteristica fondamentale delle turbine eoliche che da sola fonte di energia elettrica sono diventate una fonte di potenza attiva. Con la caduta del costo dei dispositivi elettronici di potenza negli anni, le soluzioni con elettroni
’elettronica di potenza ha cambiato la caratteristica fondamentale delle
turbine eoliche che da sola fonte di energia elettrica sono diventate una fonte Qualenergia S.r.l.
ttronici di potenza come interfaccia alla rete sta rapidamente diffondendo questa tecnologia. Lo stato della tecnologia illustrato in figura 10 è stato sviluppato utilizzando la totalità delle turbine nel campo di potenza 20-200 kW. Si può notare che la maggior parte delle turbine sia a presa diretta senza moltiplicatore di giri (65%) con velocità di rotazione variabile (59%). Il sistema di
illustrato in figura 10 è stato sviluppato utilizzando la totalità delle
turbine nel campo di potenza 20-200 kW. Si può notare che la maggior parte delleQualenergia S.r.l.
tecnologia. Lo stato della tecnologia illustrato in figura 10 è stato sviluppato utilizzando la totalità delle turbine nel campo di potenza 20-200 kW. Si può notare che la maggior parte delle turbine sia a presa diretta senza moltiplicatore di giri (65%) con velocità di rotazione variabile (59%). Il sistema di generazione prevalente (71%) adotta generatori sincroni con tecnologia a magneti
nel campo di potenza 20-200 kW. Si può notare che la maggior parte delle
turbine sia a presa diretta senza moltiplicatore di giri (65%) con velocità di rQualenergia S.r.l.
o variabile (passo attivo e stallo assistito), mentre le macchine della fascia di taglia più bassa fanno ricorso allo stallo passivo. Questa soluzione è chiaramente presente specialmente nelle turbine di piccola potenza per i minori costi e la maggiore semplicità realizzativa, mentre al crescere della taglia, per le maggiori spinte e necessità di controllo delle masse in moto, è più comune
allo passivo. Questa soluzione è chiaramente presente specialmente nelle
turbine di piccola potenza per i minori costi e la maggiore semplicità realizzatQualenergia S.r.l.
di passo variabile. Si osserva poi la netta prevalenza di rotori sopravento con imbardata attiva. La ripartizione delle tecnologie illustrata dipende anche dall’ingresso recente sul mercato di turbine rigenerate, che ovviamente presentano soluzioni tecniche di 10 o 15 anni fa, e che hanno subito ricondizionamenti per adattare la parte elettrica alle attuali norme di connessione. Figura 10 –
tecnologie illustrata dipende anche dall’ingresso recente sul mercato di
turbine rigenerate, che ovviamente presentano soluzioni tecniche di 10 o 15 anniQualenergia S.r.l.
tecniche di 10 o 15 anni fa, e che hanno subito ricondizionamenti per adattare la parte elettrica alle attuali norme di connessione. Figura 10 – Principali soluzioni tecnologiche adottate per turbine HAWT. • moltiplicatore di giri • presa diretta • velocità di rotazione fissa • velocità di rotazione variabile • generatore a magneti permanenti (sincrono) • generatore a induzione (asincrono)
connessione. Figura 10 – Principali soluzioni tecnologiche adottate per
turbine HAWT. • moltiplicatore di giri • presa diretta • velocità di rotazione fQualenergia S.r.l.
scelta sulle prestazioni e sulla manutenzione 3.1 Effetto del diametro sulle prestazioni È provato che, per velocità media annue del vento fino a circa 6 m/s, a parità di potenza massima, le turbine con rotori di maggiori dimensioni producono una maggiore quantità di energia elettrica annua. Una rassegna delle prestazioni delle principali turbine in commercio nella gamma dei 50-60 kW è ri
edia annue del vento fino a circa 6 m/s, a parità di potenza massima, le
turbine con rotori di maggiori dimensioni producono una maggiore quantità di eneQualenergia S.r.l.
rca 6 m/s, a parità di potenza massima, le turbine con rotori di maggiori dimensioni producono una maggiore quantità di energia elettrica annua. Una rassegna delle prestazioni delle principali turbine in commercio nella gamma dei 50-60 kW è riportata in figura 11 che illustra il rapporto della produzione annua per kW installato in funzione del diametro e della velocità media del vento. Figu
energia elettrica annua. Una rassegna delle prestazioni delle principali
turbine in commercio nella gamma dei 50-60 kW è riportata in figura 11 che illusQualenergia S.r.l.
può durare anche alcune decine di secondi e in regimi di vento turbolenti o variabili ciò si traduce in una rilevante quota di perdita di lavoro. Tale aspetto è estremamente sfavorevole per le turbine ad asse verticale e per le turbine con grande diametro. Le strategie adottate sono quelle della riduzione dell’inerzia del rotore attraverso la minimizzazione della massa, attraverso la ricerc
ota di perdita di lavoro. Tale aspetto è estremamente sfavorevole per le
turbine ad asse verticale e per le turbine con grande diametro. Le strategie adoQualenergia S.r.l.
econdi e in regimi di vento turbolenti o variabili ciò si traduce in una rilevante quota di perdita di lavoro. Tale aspetto è estremamente sfavorevole per le turbine ad asse verticale e per le turbine con grande diametro. Le strategie adottate sono quelle della riduzione dell’inerzia del rotore attraverso la minimizzazione della massa, attraverso la ricerca di materiali più leggeri (fino ad
tto è estremamente sfavorevole per le turbine ad asse verticale e per le
turbine con grande diametro. Le strategie adottate sono quelle della riduzione dQualenergia S.r.l.
trollo sull’energia prodotta, si perviene alla figura 12 che riporta l’andamento dell’energia annua dichiarata dai principali costruttori al variare del diametro. Mentre per quanto riguarda le turbine di grandi dimensioni, tecnologie come controllo del passo (anche individuale) e del numero di giri sono essenziali per la gestione della turbina e l’attenuazione dei carichi, è ancora da prova
ipali costruttori al variare del diametro. Mentre per quanto riguarda le
turbine di grandi dimensioni, tecnologie come controllo del passo (anche individQualenergia S.r.l.
del passo (anche individuale) e del numero di giri sono essenziali per la gestione della turbina e l’attenuazione dei carichi, è ancora da provare che esse siano altrettanto necessarie per le turbine eoliche al di sotto di certe dimensioni, dato che viene ridotta al contempo l’affidabilità e quindi la disponibilità tecnica di tali turbine per la maggiore frequenza e probabilità di guasto d
arichi, è ancora da provare che esse siano altrettanto necessarie per le
turbine eoliche al di sotto di certe dimensioni, dato che viene ridotta al conteQualenergia S.r.l.
rovare che esse siano altrettanto necessarie per le turbine eoliche al di sotto di certe dimensioni, dato che viene ridotta al contempo l’affidabilità e quindi la disponibilità tecnica di tali turbine per la maggiore frequenza e probabilità di guasto di questi componenti addizionali. Figura 12 - Andamento dell’energia annua dichiarata dai costruttori al variare del diametro e della tecnolog
tta al contempo l’affidabilità e quindi la disponibilità tecnica di tali
turbine per la maggiore frequenza e probabilità di guasto di questi componenti aQualenergia S.r.l.
ni parco eolico rispetto alla connessione di un singolo aerogeneratore. 3.3 Impatto della tecnologia sulla manutenzione Esistono pochissime informazioni su malfunzionamenti o guasti delle mini- turbine . In Italia questo dato è non reperibile o non messo a disposizione dalle associazioni dei produttori e dai produttori stessi. Si riportano quindi alcuni risultati, combinati con l’esperienza e
Esistono pochissime informazioni su malfunzionamenti o guasti delle mini-
turbine. In Italia questo dato è non reperibile o non messo a disposizione dalleQualenergia S.r.l.
’ Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V. (ISET) nel 2007, elaborando i dati del programma di ricerca WMEP (Scientific Monitoring and Evaluation Programme) condotto su un totale 235 turbine , divise in due classi: quelle di diametro compreso tra 7 e 16 m, corrispondenti ad una superficie spazzata compresa fra 40 m2 e 200 m2 rispettivamente e quelle con rotore di diametro uguale o
cientific Monitoring and Evaluation Programme) condotto su un totale 235
turbine, divise in due classi: quelle di diametro compreso tra 7 e 16 m, corrispQualenergia S.r.l.
onamenti del sistema di controllo. In combinazione con guasti di parti allentate (bulloni, tenute, ecc.), si raggiunge il 57% dei guasti. Questo valore è dello stesso ordine di grandezza delle turbine di grandi dimensioni. Le mini turbine presentano una notevole sensibilità alle condizioni ambientali che rappresentano circa un quarto delle cause di guasto. Figura 14 - Ripartizioni delle par
l 57% dei guasti. Questo valore è dello stesso ordine di grandezza delle
turbine di grandi dimensioni. Le mini turbine presentano una notevole sensibilitQualenergia S.r.l.
combinazione con guasti di parti allentate (bulloni, tenute, ecc.), si raggiunge il 57% dei guasti. Questo valore è dello stesso ordine di grandezza delle turbine di grandi dimensioni. Le mini turbine presentano una notevole sensibilità alle condizioni ambientali che rappresentano circa un quarto delle cause di guasto. Figura 14 - Ripartizioni delle parti riparate In figura 14 sono riportat
o stesso ordine di grandezza delle turbine di grandi dimensioni. Le mini
turbine presentano una notevole sensibilità alle condizioni ambientali che rapprQualenergia S.r.l.
a, relè, cavi e le connessioni di misura) e il sistema elettrico (inverter, fusibili, interruttori, cavi/connessioni). Questi due gruppi di componenti risultano anche i più colpiti anche nelle turbine di grandi dimensioni. Al confronto, in quest’ultima categoria circa la metà delle riparazioni sono di tipo elettrico, l’altra metà di tipo meccanico. Nelle mini turbine questo rapporto indica
uesti due gruppi di componenti risultano anche i più colpiti anche nelle
turbine di grandi dimensioni. Al confronto, in quest’ultima categoria circa la mQualenergia S.r.l.
più colpiti anche nelle turbine di grandi dimensioni. Al confronto, in quest’ultima categoria circa la metà delle riparazioni sono di tipo elettrico, l’altra metà di tipo meccanico. Nelle mini turbine questo rapporto indica una prevalenza di guasti del sistema elettrico (circa il 60%) rispetto alla componentistica meccanica (circa il 40%); il mozzo del rotore nel gruppo dei componenti mecca
zioni sono di tipo elettrico, l’altra metà di tipo meccanico. Nelle mini
turbine questo rapporto indica una prevalenza di guasti del sistema elettrico (cQualenergia S.r.l.
corpo del mozzo, meccanismo passo, cuscinetti passo) rappresenta il 23% di tutte le riparazioni. Il meccanismo di controllo del passo si dimostra poco affidabile. In particolare il 24 delle 30 turbine della categoria sotto i 7 m di diametro che impiegano il meccanismo di passo richiedono riparazioni più frequenti. Venendo all’effetto dei fuori-servizio, si giunge alla figura 15. I dati rive
llo del passo si dimostra poco affidabile. In particolare il 24 delle 30
turbine della categoria sotto i 7 m di diametro che impiegano il meccanismo di pQualenergia S.r.l.
almeno l’1-2% per manutenzione ordinaria, portando il valore della disponibilità tecnica ad un valore massimo del 95%. Dall’esperienza personale del settore esistono importanti eccezioni, con turbine che raggiungono e superano il 97%. Circa il 10% delle turbine analizzate ha avuto una vita inferiore ai 10 anni, o per guasto troppo costoso da riparare o per eventi estremi come fulminazione
Dall’esperienza personale del settore esistono importanti eccezioni, con
turbine che raggiungono e superano il 97%. Circa il 10% delle turbine analizzateQualenergia S.r.l.
della disponibilità tecnica ad un valore massimo del 95%. Dall’esperienza personale del settore esistono importanti eccezioni, con turbine che raggiungono e superano il 97%. Circa il 10% delle turbine analizzate ha avuto una vita inferiore ai 10 anni, o per guasto troppo costoso da riparare o per eventi estremi come fulminazione o crollo della torre. I sottosistemi più frequentemente guasti
zioni, con turbine che raggiungono e superano il 97%. Circa il 10% delle
turbine analizzate ha avuto una vita inferiore ai 10 anni, o per guasto troppo cQualenergia S.r.l.
componenti di ricambio. Nella maggior parte dei casi, si osserva una tendenza di tasso di guasto superiori al crescere della complessità del concetto tecnico. In quasi tutti i componenti delle turbine eoliche le tecnologie con velocità di giri variabile e controllo del passo hanno i più alti tassi di guasto. Con la crescente complessità dei sistemi quindi aumenta l’efficienza degli impianti
ella complessità del concetto tecnico. In quasi tutti i componenti delle
turbine eoliche le tecnologie con velocità di giri variabile e controllo del pasQualenergia S.r.l.
e i costi della manutenzione rappresentano per il mini eolico circa il 50-60% del costo di investimento nei 20 anni (la media registrata in Germania è pari al 54%). 3.4 Effetto dell’impiego di turbine rigenerate In generale le turbine eoliche sono progettate per un periodo operativo non superiore a 20 anni (planned service life), poiché ogni anno in più determina un incremento dei costi di
media registrata in Germania è pari al 54%). 3.4 Effetto dell’impiego di
turbine rigenerate In generale le turbine eoliche sono progettate per un periodoQualenergia S.r.l.
esentano per il mini eolico circa il 50-60% del costo di investimento nei 20 anni (la media registrata in Germania è pari al 54%). 3.4 Effetto dell’impiego di turbine rigenerate In generale le turbine eoliche sono progettate per un periodo operativo non superiore a 20 anni (planned service life), poiché ogni anno in più determina un incremento dei costi di costruzione e un prezzo di vendita
i al 54%). 3.4 Effetto dell’impiego di turbine rigenerate In generale le
turbine eoliche sono progettate per un periodo operativo non superiore a 20 anniQualenergia S.r.l.
rativo non superiore a 20 anni (planned service life), poiché ogni anno in più determina un incremento dei costi di costruzione e un prezzo di vendita maggiore. Sebbene esistano esempi di mini turbine in funzione da oltre 20 anni (trattasi di siti con caratteristiche estremamente favorevoli in termini di turbolenza), un numero significativo di esse viene dismessa anzi termine (<10 anni di v
ruzione e un prezzo di vendita maggiore. Sebbene esistano esempi di mini
turbine in funzione da oltre 20 anni (trattasi di siti con caratteristiche estreQualenergia S.r.l.
egli interventi messi in atto per portare le macchine in condizioni operative o semplicemente solo per renderle esteticamente più accettabili. Questi interventi riguardano in genere modelli di turbine obsolete. Spesso per molti componenti si può solo effettuare questo livello di intervento in quanto non esistono più i pezzi di ricambio. Con ricondizionamento (reconditioning) si indicano ope
mente più accettabili. Questi interventi riguardano in genere modelli di
turbine obsolete. Spesso per molti componenti si può solo effettuare questo liveQualenergia S.r.l.
tware non è ammesso dal GSE). Questa scelta è effettuata nel settore minieolico per rientrare all’interno delle fasce di potenza che beneficiano delle tariffe incentivanti, per cui tipicamente turbine originariamente della potenza di 100/150 kW vengono portate a 60 kW o turbine da 300/500/600 kW vengono portate a 200 kW. Per inciso questa prassi mette a nudo in maniera evidente l’incomplete
potenza che beneficiano delle tariffe incentivanti, per cui tipicamente
turbine originariamente della potenza di 100/150 kW vengono portate a 60 kW o tuQualenergia S.r.l.
o per rientrare all’interno delle fasce di potenza che beneficiano delle tariffe incentivanti, per cui tipicamente turbine originariamente della potenza di 100/150 kW vengono portate a 60 kW o turbine da 300/500/600 kW vengono portate a 200 kW. Per inciso questa prassi mette a nudo in maniera evidente l’incompletezza e le distorsioni indotte dell’attuale approccio normativo che basa i crite
ne originariamente della potenza di 100/150 kW vengono portate a 60 kW o
turbine da 300/500/600 kW vengono portate a 200 kW. Per inciso questa prassi metQualenergia S.r.l.
area spazzata/ taglia del generatore con benefici effetti sulla produzione elettrica. Ne consegue che tali macchine depotenziate dichiarano produzioni annue del 30-40% superiori a quelle delle turbine nuove con costi che ne sono una frazione, per cui il tempo di payback risulta essere di 2-3 anni per turbine revisionate o 3-5 anni per turbine ricostruite, rispetto agli 8-10 delle macchine n
tenziate dichiarano produzioni annue del 30-40% superiori a quelle delle
turbine nuove con costi che ne sono una frazione, per cui il tempo di payback riQualenergia S.r.l.
cchine depotenziate dichiarano produzioni annue del 30-40% superiori a quelle delle turbine nuove con costi che ne sono una frazione, per cui il tempo di payback risulta essere di 2-3 anni per turbine revisionate o 3-5 anni per turbine ricostruite, rispetto agli 8-10 delle macchine nuove. Va precisato a questo punto che tale vantaggio esiste in realtà solo a determinate condizioni. La prima
una frazione, per cui il tempo di payback risulta essere di 2-3 anni per
turbine revisionate o 3-5 anni per turbine ricostruite, rispetto agli 8-10 delleQualenergia S.r.l.
uzioni annue del 30-40% superiori a quelle delle turbine nuove con costi che ne sono una frazione, per cui il tempo di payback risulta essere di 2-3 anni per turbine revisionate o 3-5 anni per turbine ricostruite, rispetto agli 8-10 delle macchine nuove. Va precisato a questo punto che tale vantaggio esiste in realtà solo a determinate condizioni. La prima è che la turbina abbia subito alme
ayback risulta essere di 2-3 anni per turbine revisionate o 3-5 anni per
turbine ricostruite, rispetto agli 8-10 delle macchine nuove. Va precisato a queQualenergia S.r.l.
rivati da guasti (mancata produzione); la quarta che la macchina soddisfi i requisiti normativi per l’allacciamento ed esercizio (CEI 021, CEI 061, CEI EN 62061, ecc.). A parte i modelli delle turbine di taglia più piccola, le turbine rigenerate presentano soluzioni tecnologiche simili a quelli nuove. Nella quasi totalità dei casi le turbine da 150, 200, 300 o anche 600 kW utilizzate per il
sercizio (CEI 021, CEI 061, CEI EN 62061, ecc.). A parte i modelli delle
turbine di taglia più piccola, le turbine rigenerate presentano soluzioni tecnolQualenergia S.r.l.
ne); la quarta che la macchina soddisfi i requisiti normativi per l’allacciamento ed esercizio (CEI 021, CEI 061, CEI EN 62061, ecc.). A parte i modelli delle turbine di taglia più piccola, le turbine rigenerate presentano soluzioni tecnologiche simili a quelli nuove. Nella quasi totalità dei casi le turbine da 150, 200, 300 o anche 600 kW utilizzate per il depotenziamento prevedono necessa
62061, ecc.). A parte i modelli delle turbine di taglia più piccola, le
turbine rigenerate presentano soluzioni tecnologiche simili a quelli nuove. NellQualenergia S.r.l.
061, CEI EN 62061, ecc.). A parte i modelli delle turbine di taglia più piccola, le turbine rigenerate presentano soluzioni tecnologiche simili a quelli nuove. Nella quasi totalità dei casi le turbine da 150, 200, 300 o anche 600 kW utilizzate per il depotenziamento prevedono necessariamente (come discusso in precedenza) a causa delle dimensioni dei rotori, il controllo del passo e la veloc
oni tecnologiche simili a quelli nuove. Nella quasi totalità dei casi le
turbine da 150, 200, 300 o anche 600 kW utilizzate per il depotenziamento prevedQualenergia S.r.l.
quindi si può parlare di tecnologie obsolete o superate, in quanto i principi base della conversione energetica sono ben noti e applicati da decenni. 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o turbine singole Storicamente le mini turbine sono state realizzate in unità singole, anche se recentemente si è sviluppata la tendenza alla realizzazione di mini parchi, ovvero la strategia di riparti
n noti e applicati da decenni. 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o
turbine singole Storicamente le mini turbine sono state realizzate in unità singQualenergia S.r.l.
obsolete o superate, in quanto i principi base della conversione energetica sono ben noti e applicati da decenni. 3.5 Effetto della scelta di mini parchi o turbine singole Storicamente le mini turbine sono state realizzate in unità singole, anche se recentemente si è sviluppata la tendenza alla realizzazione di mini parchi, ovvero la strategia di ripartire la potenza di concessione in più u
fetto della scelta di mini parchi o turbine singole Storicamente le mini
turbine sono state realizzate in unità singole, anche se recentemente si è sviluQualenergia S.r.l.
parchi, ovvero la strategia di ripartire la potenza di concessione in più unità singole che concorrono alla saturazione elettrica di tale potenza. Caso tipico è ad esempio l’installazione di 3 turbine da 20 kW cadauna al posto di una singola da 60 kW. Tralasciando la discussione degli aspetti amministrativi della realizzazione di parchi mini eolici (dispositivi antifrazionamento), che esula
elettrica di tale potenza. Caso tipico è ad esempio l’installazione di 3
turbine da 20 kW cadauna al posto di una singola da 60 kW. Tralasciando la discuQualenergia S.r.l.
riore. Da un punto di vista tecnico-economico, il mini parco è sempre meno vantaggioso rispetto alla turbina singola. È possibile infatti dimostrare che i costi di investimento (acquisto delle turbine , opere civili e di connessione, ecc.), a pari potenza totale sono maggiori, i costi operativi (manutenzione in primis) sono più alti. L’estensione di terreno da utilizzare è inoltre maggiore e
possibile infatti dimostrare che i costi di investimento (acquisto delle
turbine, opere civili e di connessione, ecc.), a pari potenza totale sono maggioQualenergia S.r.l.
nali annui. L’energia prodotta è inoltre minore, sia per il posizionamento del mozzo che è mediamente ad una quota più bassa (e quindi intercetta venti di minore intensità) per l’insieme delle turbine di taglia minore rispetto ad una unica di pari taglia totale, sia per le perdite fluidodinamiche di scia. Infatti va rispettata una spaziatura minima delle turbine che dipende dal tipo di terr
assa (e quindi intercetta venti di minore intensità) per l’insieme delle
turbine di taglia minore rispetto ad una unica di pari taglia totale, sia per leQualenergia S.r.l.
tensità) per l’insieme delle turbine di taglia minore rispetto ad una unica di pari taglia totale, sia per le perdite fluidodinamiche di scia. Infatti va rispettata una spaziatura minima delle turbine che dipende dal tipo di terreno, dalla direzione del vento, dalla sua velocità, e dalla taglia della turbina. Tali valori sono mediamente pari a 7-10 diametri di rotore lungo la direzione del
uidodinamiche di scia. Infatti va rispettata una spaziatura minima delle
turbine che dipende dal tipo di terreno, dalla direzione del vento, dalla sua veQualenergia S.r.l.
tenza l’affermazione secondo la quale una singola turbina di diametro maggiore possa condurre ad una minore quantità di energia raccolta nell’anno in caso di guasto rispetto all’impiego di più turbine di taglia minore. 4. Principali barriere allo sviluppo del settore Nonostante i passi in avanti fatti in questi anni esistono ancora molte barriere allo sviluppo del mini eolico. Esse dipendon
energia raccolta nell’anno in caso di guasto rispetto all’impiego di più
turbine di taglia minore. 4. Principali barriere allo sviluppo del settore NonosQualenergia S.r.l.
turbina. 1. L’incertezza normativa e la volatilità del valore delle tariffe incentivanti Negli anni dal 2000 al 2008 si è assistito allo sviluppo e successiva entrata in commercio di numerose turbine con potenza nominale pari (o inferiore) a 20 kW. Con l’attuazione del D.L. n. 387/2003 era stata infatti introdotta per impianti eolici di taglia fino a 20 kW il net-metering (o scambio sul po
è assistito allo sviluppo e successiva entrata in commercio di numerose
turbine con potenza nominale pari (o inferiore) a 20 kW. Con l’attuazione del D.Qualenergia S.r.l.
a 60 kW e stabilendo per le potenze superiori il contingentamento sulla produzione incentivabile ammessa. Il repentino cambio di impostazione legislativa nel volgere di soli 5 anni, ha reso le turbine da 20 kW di scarso interesse e poco attrattive; primo perché l’uso multiplo in miniparchi eolici non consente di saturare efficacemente il nuovo limite incentivato dei 60 kW; secondo per la sc
ambio di impostazione legislativa nel volgere di soli 5 anni, ha reso le
turbine da 20 kW di scarso interesse e poco attrattive; primo perché l’uso multiQualenergia S.r.l.
e temporale di stabilità delle regole più lungo, che consenta a produttori, utenti e soggetti intermedi di programmare obiettivi e risorse. Attualmente il mercato richiede quasi esclusivamente turbine da 60 e 200 kW, nel passato era il turno dei 10 e 20 kW e ciò ha determinato molteplici eventi nel mercato eolico: il sorgere e la chiusura di nuove aziende italiane con sviluppo di prodotti p
biettivi e risorse. Attualmente il mercato richiede quasi esclusivamente
turbine da 60 e 200 kW, nel passato era il turno dei 10 e 20 kW e ciò ha determiQualenergia S.r.l.
di potenza e la vendita di prodotti già esistenti, l’ingresso di prodotti stranieri, anche ricondizionati. Se si fa un confronto ad esempio con il mercato dell’automobile, dei turbogas, delle turbine idrauliche, si osserva che i tempi di mutamento delle regole che hanno impatto sui prodotti sono assai più lunghi, a fronte di un mercato con aziende molto assestate e dotate delle risorse per
confronto ad esempio con il mercato dell’automobile, dei turbogas, delle
turbine idrauliche, si osserva che i tempi di mutamento delle regole che hanno iQualenergia S.r.l.
e, in ultima analisi, del mercato. L’attuale stato normativo consente che in Italia (a differenza della quasi totalità dei Paesi europei) non sia prevista una certificazione obbligatoria delle turbine di piccola taglia. Quest’ultima, senza entrare in un merito troppo tecnico e articolato, dovrebbe prevedere almeno la certificazione della curva di potenza, onde attestare con chiarezza la pro
ei Paesi europei) non sia prevista una certificazione obbligatoria delle
turbine di piccola taglia. Quest’ultima, senza entrare in un merito troppo tecniQualenergia S.r.l.
ancanza dell’obbligatorietà di tali certificazioni di base (un paradosso se si considera la conformità energetica che deve esibire un pannello fotovoltaico), che ha consentito la diffusione di turbine (non solo provenienti dall’estero) non idonee tecnicamente, prive delle necessarie sicurezze e senza garanzie sulla effettiva resa in campo. Molte sono le turbine proposte e vendute sul mercat
ve esibire un pannello fotovoltaico), che ha consentito la diffusione di
turbine (non solo provenienti dall’estero) non idonee tecnicamente, prive delle Qualenergia S.r.l.
a consentito la diffusione di turbine (non solo provenienti dall’estero) non idonee tecnicamente, prive delle necessarie sicurezze e senza garanzie sulla effettiva resa in campo. Molte sono le turbine proposte e vendute sul mercato che, a conoscenza dello scrivente, non hanno effettuato una sola ora di funzionamento in campo. Ne è nato un contesto di confusione che ha nociuto alle aziende s
sicurezze e senza garanzie sulla effettiva resa in campo. Molte sono le
turbine proposte e vendute sul mercato che, a conoscenza dello scrivente, non haQualenergia S.r.l.
a conoscenza dello scrivente, non hanno effettuato una sola ora di funzionamento in campo. Ne è nato un contesto di confusione che ha nociuto alle aziende serie e diffuso sul territorio molte turbine sotto-performanti, che hanno occupato la rete elettrica, impedendo molte altre installazioni e minando la credibilità di un intero settore. Il terzo aspetto investe la natura tecnologica della
fusione che ha nociuto alle aziende serie e diffuso sul territorio molte
turbine sotto-performanti, che hanno occupato la rete elettrica, impedendo molteQualenergia S.r.l.
orzi di produttori, che potrebbero intervenire nei campi: • della certificazione dei prodotti: la certificazione della curva di potenza è un requisito importante che attesta la capacità della turbine di garantire una certa produzione elettrica; essa è ottenibile con strutture a relativamente basso costo che potrebbero essere messe a disposizione degli associati; • della promozione di cors
curva di potenza è un requisito importante che attesta la capacità della
turbine di garantire una certa produzione elettrica; essa è ottenibile con strutQualenergia S.r.l.
trutture a relativamente basso costo che potrebbero essere messe a disposizione degli associati; • della promozione di corsi per manutentori per migliorare livello tecnico di conoscenza delle turbine eoliche e di intervento. Si ricorda che molto costruttori non propongono contratti per interventi di manutenzione dopo il quinto o anche solo il terzo anno dall’installazione. Figura 17 - Comb
corsi per manutentori per migliorare livello tecnico di conoscenza delle
turbine eoliche e di intervento. Si ricorda che molto costruttori non propongonoQualenergia S.r.l.
olo cruciale. 6. L’introduzione di metodi di rilevamento a costi accessibili ma sufficientemente accurati della risorsa eolica o sistemi di mappatura affidabili Generalmente molte mini e micro turbine vengono istallate senza una preventiva indagine sulla risorsa eolica. Questa situazione deriva dal fatto che la campagna anemometrica è un costo fisso che può rappresentare una frazione consid
eolica o sistemi di mappatura affidabili Generalmente molte mini e micro
turbine vengono istallate senza una preventiva indagine sulla risorsa eolica. QuQualenergia S.r.l.
e viene stabilito sulla base dei dati di direzione del vento stabiliti attraverso una campagna anemometrica. 7. Idoneità del progetto della turbina Non va fatto l’errore di pensare che le mini turbine siano miniaturizzazioni delle turbine di media e grande taglia, con le quali possono condividere solo pochi aspetti progettuali. Esse richiedono una progettazione specifica, orientata alla sem
del progetto della turbina Non va fatto l’errore di pensare che le mini
turbine siano miniaturizzazioni delle turbine di media e grande taglia, con le qQualenergia S.r.l.
di direzione del vento stabiliti attraverso una campagna anemometrica. 7. Idoneità del progetto della turbina Non va fatto l’errore di pensare che le mini turbine siano miniaturizzazioni delle turbine di media e grande taglia, con le quali possono condividere solo pochi aspetti progettuali. Esse richiedono una progettazione specifica, orientata alla semplicità costruttiva, all’affidabilità
to l’errore di pensare che le mini turbine siano miniaturizzazioni delle
turbine di media e grande taglia, con le quali possono condividere solo pochi asQualenergia S.r.l.
a manutenzione, oltre all’impiego di tecnologie costruttive di basso costo e componenti di facile reperibilità. Esiste un dibattito aperto sull’opportunità tecnico-economica di progettare mini- turbine della fascia di taglia inferiore (1-60 kW) ricorrendo a tecnologie già in uso in macchine di taglia superiore. Soluzioni quali il controllo attivo della potenza e della sovra-potenza, il contr
n dibattito aperto sull’opportunità tecnico-economica di progettare mini-
turbine della fascia di taglia inferiore (1-60 kW) ricorrendo a tecnologie già iQualenergia S.r.l.
ed è, tanto per citare qualche parallelo, presente in molti studi relativi alle macchine idrauliche, dove è provata la necessità del ricorso a tecnologie diverse da quelle delle medie e grandi turbine . I rapporti di ricerca esistenti sul tasso di guasto delle turbine eoliche indicano chiaramente come l’adozione di sistemi complessi aggiunga probabilità di maggiore frequenza di difettosità,
ecessità del ricorso a tecnologie diverse da quelle delle medie e grandi
turbine. I rapporti di ricerca esistenti sul tasso di guasto delle turbine eolicQualenergia S.r.l.
elativi alle macchine idrauliche, dove è provata la necessità del ricorso a tecnologie diverse da quelle delle medie e grandi turbine. I rapporti di ricerca esistenti sul tasso di guasto delle turbine eoliche indicano chiaramente come l’adozione di sistemi complessi aggiunga probabilità di maggiore frequenza di difettosità, guasto e fuori-servizio, per cui essi vanno adottati solo quando gi
randi turbine. I rapporti di ricerca esistenti sul tasso di guasto delle
turbine eoliche indicano chiaramente come l’adozione di sistemi complessi aggiunQualenergia S.r.l.
on una disponibilità media di oltre il 98% senza incidenti dal proprio ingresso sul mercato, nel 2008. L’attività di Northern Power Systems si concentra principalmente nel mini-eolico e le sue turbine sono ottimizzate anche per siti a ventosità non elevata. Tra il 2008 e il 2013 Northern Power Systems ha introdotto una turbina eolica avanzata a magneti permanenti e trasmissione diretta per
thern Power Systems si concentra principalmente nel mini-eolico e le sue
turbine sono ottimizzate anche per siti a ventosità non elevata. Tra il 2008 e iQualenergia S.r.l.
moltiplicatore di giri, che permette di raggiungere il livello di affidabilità più alto della propria categoria. Ottimizzate per generare elevati output con un basso livello di rumorosità, le  turbine NPS iniziano a produrre energia con venti di 3 metri al secondo  e raggiungono il picco con venti di 13-15 metri al secondo, offrendo importanti benefici economici in tutti i regimi anemometri
zate per generare elevati output con un basso livello di rumorosità, le 
turbine NPS iniziano a produrre energia con venti di 3 metri al secondo  e raggiQualenergia S.r.l.
al secondo, offrendo importanti benefici economici in tutti i regimi anemometrici. • Semplice e precisa: la tecnologia PMDD massimizza l’acquisizione di energia, superando le prestazioni delle turbine con moltiplicatore di giri, e riduce i costi di gestione • Efficiente:  questa unità, progettata in modo specifico per il mercato eolico italiano, si adatta alle basse ventosità ed è in grado
MDD massimizza l’acquisizione di energia, superando le prestazioni delle
turbine con moltiplicatore di giri, e riduce i costi di gestione • Efficiente:  Qualenergia S.r.l.
economico sull’investimento. Tozzi Nord è una società del Gruppo Tozzi, leader nel campo della generazione di energia, attiva nella progettazione, industrializzazione, produzione e vendita di turbine eoliche di piccola taglia. L’azienda, fondata nel 2006, fa capo alla TRE S.p.A. Tozzi Renewable Energy, che ha maturato un’esperienza di rilievo nel campo delle energie rinnovabili sviluppando
attiva nella progettazione, industrializzazione, produzione e vendita di
turbine eoliche di piccola taglia. L’azienda, fondata nel 2006, fa capo alla TREQualenergia S.r.l.
ezza della performance sono gli aspetti fondamentali sui quali Tozzi Nord basa tutta la sua attività. Primo operatore italiano di minieolico a far certificare la curva di potenza delle proprie turbine da 10 kW e da 60 kW (certificazione IEC 61400 -12), da un ente terzo accreditato, Tozzi Nord è anche il primo produttore italiano ad aver installato i propri aerogeneratori nel mercato UK. Pri
aliano di minieolico a far certificare la curva di potenza delle proprie
turbine da 10 kW e da 60 kW (certificazione IEC 61400 -12), da un ente terzo accQualenergia S.r.l.
i modelli con rotori da 24 o da 26 m, Victory è in grado di adattarsi alle più diverse condizioni di ventosità per ottenere la più elevata produzione di energia, ineguagliata da tutte le altre turbine della stessa categoria. La portata dell’innovazione Tozzi Nord risiede sulla particolare geometria delle pale, interamente Made in Italy. Diversamente da altri costruttori di turbine eoliche d
ere la più elevata produzione di energia, ineguagliata da tutte le altre
turbine della stessa categoria. La portata dell’innovazione Tozzi Nord risiede sQualenergia S.r.l.
le altre turbine della stessa categoria. La portata dell’innovazione Tozzi Nord risiede sulla particolare geometria delle pale, interamente Made in Italy. Diversamente da altri costruttori di turbine eoliche di piccola taglia, Tozzi Nord ha progettato il proprio aerogeneratore da 60 kW nelle due varianti con diametro rotore da 24 e da 26 m, mantenendo per entrambe le versioni la stessa geo
le pale, interamente Made in Italy. Diversamente da altri costruttori di
turbine eoliche di piccola taglia, Tozzi Nord ha progettato il proprio aerogenerQualenergia S.r.l.
iti sulla pala dai Laboratori dell’Università degli studi di Trento, per un profilo di massima sicurezza. Tozzi Nord è il primo produttore italiano di minieolico ad aver certificato le proprie turbine eoliche avvalendosi di un ente certificatore accreditato e il primo a installare i propri aerogeneratori anche nel mercato UK, a conferma dell’eccellenza qualitativa della macchina e a garanzi
l primo produttore italiano di minieolico ad aver certificato le proprie
turbine eoliche avvalendosi di un ente certificatore accreditato e il primo a inQualenergia S.r.l.
di migliorare complessivamente l’efficienza degli impianti eolici. Maggiore efficienza significa per eTa Blades raggiungere un ottimo rapporto tra la riduzione dei costi (costo per kWh) per le turbine eoliche e migliori rendimenti degli impianti – Design to Cost e Design to Performance. eTa Blades, attraverso i suoi dipartimenti - Design, Manufacturing, Moulding&Tooling, Blade Service, Test
ere un ottimo rapporto tra la riduzione dei costi (costo per kWh) per le
turbine eoliche e migliori rendimenti degli impianti – Design to Cost e Design tQualenergia S.r.l.
tribuiscono a rendere lo stabilimento produttivo altamente competitivo. Per il segmento del minieolico, eTa Blades ha sviluppato, con il TSR - Politecnico di Milano, la Blade Own Design per le turbine da 60 kW. La blade, progettata per essere utilizzata su diversi modelli di turbina, coniuga l’efficienza dei costi con l’efficienza della blade stessa. Nel grafico di seguito una rappresentazi
iluppato, con il TSR - Politecnico di Milano, la Blade Own Design per le
turbine da 60 kW. La blade, progettata per essere utilizzata su diversi modelli Qualenergia S.r.l.
nte e offre soluzioni personalizzate adeguando la pala alle caratteristiche del sito per un miglior rendimento dell’impianto. L’energia eolica non va più associata soltanto al parco eolico, le turbine eoliche XANT sono appositamente progettate per comunità, piccole industrie, aziende agricole, scuole, villaggi, e in generale per siti remoti. Possono essere installate rapidamente e facilment
anto. L’energia eolica non va più associata soltanto al parco eolico, le
turbine eoliche XANT sono appositamente progettate per comunità, piccole industrQualenergia S.r.l.
draulici, nessun controllo in sito, nessun riduttore meccanico - questo approccio progettuale ha di fatto eliminato i componenti tipicamente più soggetti ai guasti. Il monitoraggio on line: le turbine XANT sono dotate di un sistema di controllo avanzato che verifica, in tempo reale, lo stato di tutte le variabili in gioco e gestisce tutti i sistemi della turbina in modo da garantire la mass
mponenti tipicamente più soggetti ai guasti. Il monitoraggio on line: le
turbine XANT sono dotate di un sistema di controllo avanzato che verifica, in teQualenergia S.r.l.
vanzata, sistema di auto imbardata e unità di regolazione diretta migliora la curva di potenza e ottimizza la disponibilità. Progettate in conformità alle norme CEI e certificate da DNV-GL, le turbine XANT garantiscono affidabilità e qualità del servizio. La forma della pala, unica, offre una maggiore efficienza con resa superiore e rumore più basso rispetto alle altre turbine da 60 kW. Mas
ità. Progettate in conformità alle norme CEI e certificate da DNV-GL, le
turbine XANT garantiscono affidabilità e qualità del servizio. La forma della paQualenergia S.r.l.
da DNV-GL, le turbine XANT garantiscono affidabilità e qualità del servizio. La forma della pala, unica, offre una maggiore efficienza con resa superiore e rumore più basso rispetto alle altre turbine da 60 kW. Massimizzare il potenziale di reddito: nell’ipotesi di connessione in rete in siti che accedono a tariffa incentivante si avrà il più alto IRR sul capitale investito. Con bassi costi
ore efficienza con resa superiore e rumore più basso rispetto alle altre
turbine da 60 kW. Massimizzare il potenziale di reddito: nell’ipotesi di connessQualenergia S.r.l.
orso della vita utile, la turbina si ripaga da sola e in fretta. La società XANT ha anche un portafoglio di investitori alla ricerca di siti idonei. XANT offers state-of-the-art mid-sized wind turbine technology to reduce your energy costs.  XANT’s wind turbines (50 to 500 kW) are specially designed for small industries, farms, schools, villages, resorts or even remote locations without gri
alla ricerca di siti idonei. XANT offers state-of-the-art mid-sized wind
turbine technology to reduce your energy costs.  XANT’s wind turbines (50 to 500Qualenergia S.r.l.
nieolico di Aria è nata nel nord Europa, nei primi anni 2000. Qui i progettisti e i soci fondatori dell’Azienda hanno lavorato fianco a fianco con i tecnici di affermate aziende produttrici di turbine eoliche di piccola e media taglia e hanno capito le risorse e le criticità delle singole macchine, apprezzando i tanti vantaggi delle turbine minieoliche bipala. Nel 2009 è stato installato il
vorato fianco a fianco con i tecnici di affermate aziende produttrici di
turbine eoliche di piccola e media taglia e hanno capito le risorse e le criticiQualenergia S.r.l.
con i tecnici di affermate aziende produttrici di turbine eoliche di piccola e media taglia e hanno capito le risorse e le criticità delle singole macchine, apprezzando i tanti vantaggi delle turbine minieoliche bipala. Nel 2009 è stato installato il primo aerogeneratore della serie Libellula, sintesi di molti anni di esperienza nella produzione di macchine destinate all’industria metalmec
le criticità delle singole macchine, apprezzando i tanti vantaggi delle
turbine minieoliche bipala. Nel 2009 è stato installato il primo aerogeneratore Qualenergia S.r.l.
tingue per un processo produttivo snello e flessibile grazie anche alla scelta di fornitori di primario standing, spesso appartenenti a più ampi gruppi industriali internazionali. Produce così turbine eoliche robuste e semplici, fatte di componenti standard con ampia disponibilità commerciale, perché poter reperire facilmente parti di ricambio sul mercato è strategico per chi acquista una m
appartenenti a più ampi gruppi industriali internazionali. Produce così
turbine eoliche robuste e semplici, fatte di componenti standard con ampia dispoQualenergia S.r.l.
.................................................... 3 GLI IMPIANTI MICRO-EOLICI .......................................................................................................... 9 LE TURBINE MICRO-EOLICHE ...................................................................................................... 13 LE APPLICAZIONI DEL MICRO-EOLICO .......................................
................................................................... 9 LE
TURBINE MICRO-EOLICHE ..........................................................Associazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
-eolico è abbastanza basso: le microturbine hanno dimensioni notevolmente minori rispetto ai grandi aerogeneratori, necessitano di spazi limitati e sono relativamente poco visibili. Inoltre le turbine micro eoliche sono molto avanzate in termini tecnici, economici ed applicativi. Tuttavia, quando sono installate in prossimità delle utenze, occorre valutare bene l’impatto acustico: per atten
ssitano di spazi limitati e sono relativamente poco visibili. Inoltre le
turbine micro eoliche sono molto avanzate in termini tecnici, economici ed appliAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
alla determinazione e diffusione di uno standard applicabile su base locale, con l’obiettivo di contribuire a mitigare gli effetti conseguenti all’uso incontrollato di combustibili fossili. Le turbine micro-eoliche Caratteristiche delle turbine La stragrande maggioranza dei microgeneratori eolici è del tipo tripala ad asse orizzontale con il rotore sopravento rispetto alla torre (il vento i
li effetti conseguenti all’uso incontrollato di combustibili fossili. Le
turbine micro-eoliche Caratteristiche delle turbine La stragrande maggioranza deAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
dard applicabile su base locale, con l’obiettivo di contribuire a mitigare gli effetti conseguenti all’uso incontrollato di combustibili fossili. Le turbine micro-eoliche Caratteristiche delle turbine La stragrande maggioranza dei microgeneratori eolici è del tipo tripala ad asse orizzontale con il rotore sopravento rispetto alla torre (il vento incontra prima le pale e successivamente il s
di combustibili fossili. Le turbine micro-eoliche Caratteristiche delle
turbine La stragrande maggioranza dei microgeneratori eolici è del tipo tripala Associazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
crogeneratori eolici è del tipo tripala ad asse orizzontale con il rotore sopravento rispetto alla torre (il vento incontra prima le pale e successivamente il sostegno). La maggior parte delle turbine micro-eoliche utilizza pale realizzate in poliestere di vetro rinforzato, dotate di timone direzionale per orientare il rotore in direzione del vento, con alternatori a magnete permanente, sem
tra prima le pale e successivamente il sostegno). La maggior parte delle
turbine micro-eoliche utilizza pale realizzate in poliestere di vetro rinforzatoAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
entare il rotore in direzione del vento, con alternatori a magnete permanente, semplici e robusti. Le dimensioni ridotte non consentono l’alloggio dei motori di imbardata di cui sono dotate le turbine di taglia maggiore. Fra le turbine ad asse verticale, la macchina Savonius è impiegata soprattutto per il pompaggio dell’acqua, ed in qualche caso anche per la produzione di energia elettrica.
non consentono l’alloggio dei motori di imbardata di cui sono dotate le
turbine di taglia maggiore. Fra le turbine ad asse verticale, la macchina SavoniAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
ento, con alternatori a magnete permanente, semplici e robusti. Le dimensioni ridotte non consentono l’alloggio dei motori di imbardata di cui sono dotate le turbine di taglia maggiore. Fra le turbine ad asse verticale, la macchina Savonius è impiegata soprattutto per il pompaggio dell’acqua, ed in qualche caso anche per la produzione di energia elettrica. Si tratta di una macchina molto ro
ri di imbardata di cui sono dotate le turbine di taglia maggiore. Fra le
turbine ad asse verticale, la macchina Savonius è impiegata soprattutto per il pAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
Il regime di rotazione è molto elevato, mentre la coppia di spunto è molto bassa e non permette a questa macchina di avviarsi spontaneamente. Macchina Darrieus. Per avere un buon rendimento le turbine devono essere posizionate in luoghi sottoposti a venti consistenti, quindi la robustezza delle macchine è fondamentale. Quando il vento è molto forte le turbine vengono disattivate con un sist
iarsi spontaneamente. Macchina Darrieus. Per avere un buon rendimento le
turbine devono essere posizionate in luoghi sottoposti a venti consistenti, quinAssociazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
Per avere un buon rendimento le turbine devono essere posizionate in luoghi sottoposti a venti consistenti, quindi la robustezza delle macchine è fondamentale. Quando il vento è molto forte le turbine vengono disattivate con un sistema di posizionamento passivo del rotore che ne disallinea l’asse rispetto a quello di rotazione della pala. Modalità di posa e scelta localizzativa Il sito per
bustezza delle macchine è fondamentale. Quando il vento è molto forte le
turbine vengono disattivate con un sistema di posizionamento passivo del rotore Associazione difesa consumatori e ambiente (ADICONSUM)
ma di miglioramento continuo. Turbine eoliche analisi del rischio per l’accesso degli operatori Una valutazione delle principali criticità connesse all’ingresso dei lavoratori all’interno della navicella e delle pale per operazion
Turbine eoliche analisi del rischio per l’accesso degli operatori Una valutazionRivista Ambiente e Sicurezza sul Lavoro
tte macchine avevano diametri del rotore compresi fra 40 metri e 55 metri e altezze dell’asse rotorico rispetto al terreno di circa 50 metri. Negli ultimi tempi, si è incominciato a installare turbine eoliche con potenze che raggiungono i 2MW, diametri rotorici di 90 metri e altezze dell’asse rotorico rispetto al suolo di circa 90 metri. L’articolo proposto affronta il tema controverso che
no di circa 50 metri. Negli ultimi tempi, si è incominciato a installare
turbine eoliche con potenze che raggiungono i 2MW, diametri rotorici di 90 metriRivista Ambiente e Sicurezza sul Lavoro
tica dell’Italia. Il vento è una risorsa sicura, pulita e abbondante; al contrario dei combustibili fossili, è una risorsa potenzialmente disponibile in ogni parte del mondo e a costo zero. Le turbine eoliche convertono l'energia cinetica del vento in energia meccanica, ed infine in energia elettrica. A decorrere dagli anni settanta, le dimensioni degli aerogeneratori e la loro potenza ed a
sa potenzialmente disponibile in ogni parte del mondo e a costo zero. Le
turbine eoliche convertono l'energia cinetica del vento in energia meccanica, edImpresa individuale Manca Daniele
neratore è stata basata su due assunti: 1. utilizzo della migliore tecnologia disponibile; 2. migliore rapporto producibilità-prezzo di installazione e manutenzione. I principali produttori di turbine eoliche sono oggi concentrati sulla produzione di aerogeneratori con potenza di targa superiore ad 800 kW, mentre solo pochi piccoli produttori hanno continuato a produrre macchine da 200 kW u
ilità-prezzo di installazione e manutenzione. I principali produttori di
turbine eoliche sono oggi concentrati sulla produzione di aerogeneratori con potImpresa individuale Manca Daniele
un cambio individuale di alcuni parametri dell’impianto, viene garantita l’ottimizzazione della redditività della pala in tutte le condizioni atmosferiche. L’intervallo di funzionamento delle turbine eoliche, relativamente alla velocità del vento, è il seguente: le macchine iniziano a generare potenza elettrica per venti di 2,5 m/s (velocità di cut-in) e si arrestano quando si raggiungono
in tutte le condizioni atmosferiche. L’intervallo di funzionamento delle
turbine eoliche, relativamente alla velocità del vento, è il seguente: le macchiImpresa individuale Manca Daniele
no le condizioni per il revamping, ovvero di aggiornamento tecnologico dell’impianto stesso, si provvederà alla sua dismissione e al ripristino dei luoghi all’uso odierno. La dismissione delle turbine è un processo relativamente lineare, che prevede la disinstallazione dell’unità produttiva e delle opere principali con metodi e mezzi appropriati. Nel caso in esame il sito sarà restituito al
issione e al ripristino dei luoghi all’uso odierno. La dismissione delle
turbine è un processo relativamente lineare, che prevede la disinstallazione delImpresa individuale Manca Daniele
ica); - rimozione dell’elettrodotto e della cabina lato utente; - ripristino dello stato dei siti, delle piazzole e della viabilità di servizio. Smantellamento della turbina La rimozione delle turbine eoliche avverrà secondo le seguenti modalità: - sistemazione delle aree interessate dagli interventi di dismissione (viabilità di accesso, viabilità di servizio, ecc.); - posizionamento dell’a
a viabilità di servizio. Smantellamento della turbina La rimozione delle
turbine eoliche avverrà secondo le seguenti modalità: - sistemazione delle aree Impresa individuale Manca Daniele
di supporto, come le gru, per lo scarico dei materiali e per l’installazione degli aerogeneratori. Il sito di Ascoli è facilmente accessibile attraverso le strade presenti sul territorio e le turbine potranno essere trasportate sul sito senza grossi sconvolgimenti della viabilità esistente. All’interno dell’area sono presenti ulteriori strade interpoderali e comunali da riadattare per cons
facilmente accessibile attraverso le strade presenti sul territorio e le
turbine potranno essere trasportate sul sito senza grossi sconvolgimenti della vEnergy System Services S.r.l.
ufruirà delle tariffe incentivanti ai sensi del D.M. Sviluppo Economico del 18 dicembre 2008 e s.m.i.. 4. DESCRIZIONE AEROGENERATORI E DELLE OPERE CONNESSE 4.1 Prinicipi di funzionamento delle turbine La turbina eolica è una macchina fluidodinamica che converte l’energia cinetica di un flusso d’aria (il vento) in energia meccanica all’asse di rotazione che, mediante l’impiego di un generato
ROGENERATORI E DELLE OPERE CONNESSE 4.1 Prinicipi di funzionamento delle
turbine La turbina eolica è una macchina fluidodinamica che converte l’energia cEnergy System Services S.r.l.
lla rete elettrica) e in base all’ipotesi di rendimento economico, si ritiene che per l’impianto in oggetto possano essere convenientemente utilizzati aerogeneratori di grossa taglia. Tutte le turbine scelte da Edison sono sempre certificate a livello internazionale, generalmente dalla Germanischer Lloyd, DNV o da altro organismo equivalente. Questa certificazione è essenziale per garantire
re convenientemente utilizzati aerogeneratori di grossa taglia. Tutte le
turbine scelte da Edison sono sempre certificate a livello internazionale, generEnergy System Services S.r.l.
ionale, generalmente dalla Germanischer Lloyd, DNV o da altro organismo equivalente. Questa certificazione è essenziale per garantire la bancabilità del progetto e la sicurezza al paese che le turbine produrranno l’energia annunciata (poiché la curva di potenza, P = f(vvento), è certificata). La turbina utilizzata per lo studio progettuale è caratterizzata da una potenza nominale unitaria p
per garantire la bancabilità del progetto e la sicurezza al paese che le
turbine produrranno l’energia annunciata (poiché la curva di potenza, P = f(vvenEnergy System Services S.r.l.
ell’intero campo eolico, verrà gestito da un’unica postazione di controllo attraverso un sistema di supervisione e controllo che integrerà in un’unica funzione il sistema di supervisione delle turbine eoliche e quello dell’impianto elettrico. Verrà realizzata una postazione di controllo locale all’interno della cabina consegna cui avrà accesso il personale qualificato. Ulteriori postazioni
ollo che integrerà in un’unica funzione il sistema di supervisione delle
turbine eoliche e quello dell’impianto elettrico. Verrà realizzata una postazionEnergy System Services S.r.l.
nsentirà di monitorare le seguenti grandezze principali: Controllo real-time della potenza attiva e reattiva della singola torre nonché dell’intero campo eolico; Controllo e monitoraggio delle turbine e degli strumenti a scopo meteorologico; Disponibilità on-line per ogni turbina di: stato, potenza, velocità del vento, tensione, corrente, temperature e allarmi; Riepilogo sia grafico che di
la torre nonché dell’intero campo eolico; Controllo e monitoraggio delle
turbine e degli strumenti a scopo meteorologico; Disponibilità on-line per ogni Energy System Services S.r.l.
Rappresentazione grafica della producibilità; Accesso sicuro al sistema tramite login con identificazione utente e password protetta; Controllo remoto di una singola turbina o di un gruppo di turbine Sistema di supervisione impianto elettrico Il sistema di supervisione e controllo dell’impianto elettrico consentirà di monitorare e controllare lo stato degli organi elettrici di protezione e
word protetta; Controllo remoto di una singola turbina o di un gruppo di
turbine Sistema di supervisione impianto elettrico Il sistema di supervisione e Energy System Services S.r.l.
nei circuiti idraulici e nei moltiplicatori di giri e loro smaltimento a mezzo di ditte specializzate ed autorizzate allo smaltimento dei rifiuti; 4) smontaggio dei componenti principali delle turbine attraverso gru di opportuna portata; 5) stoccaggio temporaneo dei componenti principali a piè d’opera (sulla stessa piazzola utilizzata per il montaggio). Ogni singola turbina sarà smontata ri
o smaltimento dei rifiuti; 4) smontaggio dei componenti principali delle
turbine attraverso gru di opportuna portata; 5) stoccaggio temporaneo dei componEnergy System Services S.r.l.
ciale nel mercato del riciclaggio (materiali ferrosi, rame, ecc.) ed elementi da rottamare/smaltire in opportune discariche a seconda del tipo di materiale; 7) rimozione delle fondazioni delle turbine . In primo luogo, verrà realizzata su tutta l’area della piazzola la rimozione completa dello strato superficiale di materiale inerte e del cassonetto di stabilizzato utilizzato per adeguare le
che a seconda del tipo di materiale; 7) rimozione delle fondazioni delle
turbine. In primo luogo, verrà realizzata su tutta l’area della piazzola la rimoEnergy System Services S.r.l.
zione tecnica descrittiva, non verrà interessata da interventi invasivi di nessun genere. Tutte le modifiche temporanee apportate alle strade esistenti al fine di permettere il trasporto delle turbine verranno prontamente eliminate prima della chiusura del cantiere. La viabilità interna al sito, a servizio delle piazzole degli aerogeneratori, così come previsto nel progetto, andrà costruita
apportate alle strade esistenti al fine di permettere il trasporto delle
turbine verranno prontamente eliminate prima della chiusura del cantiere. La viaEnergy System Services S.r.l.
ffusione dell’energia elettrica e con l’estesa disponibilità a basso costo di motori alimentati da combustibili fossili. L’energia eolica è l’energia cinetica estratta dal vento, convertita da turbine eoliche in energia meccanica di rotazione e utilizzata per produrre elettricità attraverso aerogeneratori. Una massa d’aria che si muove con una certa velocità è dotata di una certa potenza, l
L’energia eolica è l’energia cinetica estratta dal vento, convertita da
turbine eoliche in energia meccanica di rotazione e utilizzata per produrre eletAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
ato interesse per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e quindi anche dall’eolico. Durante l’ultimo decennio del 20° secolo sono stati costruiti e testati diversi modelli di turbine eoliche: con rotori ad asse verticale e orizzontale, con numero variabile di pale, con il rotore posizionato sopravento o sottovento alla torre, ecc. La turbina ad asse orizzontale con rotore
ecennio del 20° secolo sono stati costruiti e testati diversi modelli di
turbine eoliche: con rotori ad asse verticale e orizzontale, con numero variabilAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
erse: siti distanti tra loro pochi chilometri possono essere soggetti a condizioni di vento nettamente differenti e rivestire un interesse sostanzialmente diverso ai fini dell’installazione di turbine eoliche. La forza del vento cambia su una scala di giorni, di ore o minuti, a seconda delle condizioni meteorologiche. Quando si prende in considerazione un sito per l’installazione di una tur
stire un interesse sostanzialmente diverso ai fini dell’installazione di
turbine eoliche. La forza del vento cambia su una scala di giorni, di ore o minuAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
nte munito di tre pale, con diametro fra 40 e 55m ed un’altezza del mozzo dal terreno di circa 50m. Negli ultimi tempi, in Italia come nell’Europa settentrionale, si è cominciato ad installare turbine con potenze da 1.5 a 3MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri fra 70 e 90m ed un’altezza del mozzo di circa 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le turbin
in Italia come nell’Europa settentrionale, si è cominciato ad installare
turbine con potenze da 1.5 a 3MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri fraAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
urbine con potenze da 1.5 a 3MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri fra 70 e 90m ed un’altezza del mozzo di circa 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le turbine ad asse verticale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieghi isolati o connessi alla rete ma per alimentazione di utenze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esisto
a 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le
turbine ad asse verticale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
cale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieghi isolati o connessi alla rete ma per alimentazione di utenze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esistono invece già turbine da 5-6 MW, con rotori di diametro fra 120 e 130m, tipicamente impiegati negli impianti off-shore (impianti eolici installati in mare aperto). La potenza massima della singola turbina attualmen
ze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esistono invece già
turbine da 5-6 MW, con rotori di diametro fra 120 e 130m, tipicamente impiegati Agenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
0m, tipicamente impiegati negli impianti off-shore (impianti eolici installati in mare aperto). La potenza massima della singola turbina attualmente in commercio è di 8 MW, ma sono in progetto turbine da 10 MW con diametri del rotore da 160m. L’interesse per gli impianti off-shore è dato dal fatto che consentono di sfruttare venti di intensità maggiore e regolare e con un minor impatto visi
singola turbina attualmente in commercio è di 8 MW, ma sono in progetto
turbine da 10 MW con diametri del rotore da 160m. L’interesse per gli impianti oAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
olici installati sulla terra ferma) è dell’ordine di 1500-2500 MWh/MW, quella di un impianto offshore è dell’ordine di 3000-3500 MWh/MW. Con le tecnologie disponibili per l’installazione delle turbine eoliche fissate sul fondo marino, possono essere sfruttate aree off-shore con acque profonde fino a 30-40 m. Per profondità superiori si ricorre agli aerogeneratori galleggianti in fase di spe
000-3500 MWh/MW. Con le tecnologie disponibili per l’installazione delle
turbine eoliche fissate sul fondo marino, possono essere sfruttate aree off-shorAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
l’altra, al fine di evitare l’interferenza aerodinamica, che avrebbe due principali conseguenze: la prima correlata all’aumento della turbolenza e la seconda legata alle perdite di potenza. Le turbine dei parchi eolici possono essere posizionate sia sulla terra ferma (on-shore – Fig. 1) che in mare aperto (off-shore – Fig. 2). La distanza tra gli aerogeneratori, posizionati a terra, è espre
aumento della turbolenza e la seconda legata alle perdite di potenza. Le
turbine dei parchi eolici possono essere posizionate sia sulla terra ferma (on-sAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
rammata in un PLC. In particolare i sistemi di protezione/sezionamento disconnettono la turbina dalla rete in caso di malfunzionamento e consentono quindi il corretto funzionamento delle altre turbine eoliche in una centrale eolica. • Dispositivi ausiliari I principali dispositivi ausiliari montati all’interno della navicella comprendono un dispositivo idraulico per lubrificare il moltiplic
lfunzionamento e consentono quindi il corretto funzionamento delle altre
turbine eoliche in una centrale eolica. • Dispositivi ausiliari I principali disAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
verificarne le caratteristiche dimensionali e l’idoneità al transito dei mezzi previsti. L’area di stoccaggio L’area di stoccaggio è predisposta per il deposito temporaneo degli elementi delle turbine e segna fisicamente l’ingresso al parco eolico. Esse dovranno essere presenti in numero pari a quello degli accessi principali e le loro dimensioni dovranno essere proporzionali alla quantità
stoccaggio è predisposta per il deposito temporaneo degli elementi delle
turbine e segna fisicamente l’ingresso al parco eolico. Esse dovranno essere preAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
ea di stoccaggio con le piazzole di montaggio degli aerogeneratori. Le piazzole di montaggio e le fondazioni degli aerogeneratori In queste aree vengono realizzati i plinti di fondazione delle turbine eoliche e sistemate le gru e le attrezzature necessarie al sollevamento dei vari elementi. Come per tutte le strutture civili od industriali, alla base della torre sono necessarie delle fondaz
eneratori In queste aree vengono realizzati i plinti di fondazione delle
turbine eoliche e sistemate le gru e le attrezzature necessarie al sollevamento Agenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
no sulla macchina eolica: peso proprio, spinta del vento ed azioni sismiche. Le sottostazioni elettriche e i cavidotti Nelle sottostazioni elettriche viene convogliata l’energia prodotta dalle turbine eoliche ed elevata alla tensione della rete nazionale. Queste strutture devono essere quindi realizzate in adiacenza alle linee di trasmissione nazionali. I cavidotti, generalmente interrati,
elle sottostazioni elettriche viene convogliata l’energia prodotta dalle
turbine eoliche ed elevata alla tensione della rete nazionale. Queste strutture Agenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
cui non saranno citati nel proseguo del paragrafo. Alcuni autori, tra cui in particolare la Dott.ssa Pierpont in studi mai pubblicati su riviste sottoposte a peer review hanno parlato di “wind turbine syndrome”, caratterizzata da affaticamento, difficoltà di concentrazione, acufeni, cefalea, disturbi del sonno, vertigini e disturbi aspecifici legati a una sensazione di vibrazione degli orga
ai pubblicati su riviste sottoposte a peer review hanno parlato di “wind
turbine syndrome”, caratterizzata da affaticamento, difficoltà di concentrazioneAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
sistematica degli studi scientifici, invero pochi, disponibili dando la priorità agli studi epidemiologici sugli esseri umani e poi a quelli tossicologici su animali da esperimento. Sebbene le turbine emettano suoni di intensità sonora pari anche a 103 dB (A), a distanza di 400 m la pressione sonora è generalmente inferiore a 40 dB (A) valore considerato non nocivo e gli infrasuoni (suoni c
umani e poi a quelli tossicologici su animali da esperimento. Sebbene le
turbine emettano suoni di intensità sonora pari anche a 103 dB (A), a distanza dAgenzia regionale per la prevenzione e la protezione dell’ambiente (ARPA) Puglia
Questi sistemi sono in grado di reagire agli eventi modificando il funzionamento in modo da prevenire dei guasti e/o addirittura fermare l'aerogeneratore in caso di situazioni gravi. Le nuove turbine presentano le caratteristiche di compattezza e sono studiate in modo tale da generare corrente elettrica per mezzo del motore/generatore sincrono a magneti permanenti di ultima generazione. L'
dirittura fermare l'aerogeneratore in caso di situazioni gravi. Le nuove
turbine presentano le caratteristiche di compattezza e sono studiate in modo talTREBA Wind Technology
più ampio investimento complessivo. 3.2.I costi dei componenti del generatore eolico Secondo la già citata ricerca condotta dal Politecnico di Milano e pubblicata nel 2012, su un campione di turbine eoliche istallate sul territorio europeo nel corso dei due anni precedenti, il costo complessivo di un generatore, completo della sua struttura di sostegno, varia tra i 900 €/kW e i 1.000 €/kW
dotta dal Politecnico di Milano e pubblicata nel 2012, su un campione di
turbine eoliche istallate sul territorio europeo nel corso dei due anni precedenAgenzia delle Entrate
ate allo sfruttamento delle fonti rinnovabili.   Si produrrebbe così un nuovo strumento di crescita socio‐economica, da affiancarsi alle attività agricole già presenti nell’area. L’utilizzo di turbine eoliche, infatti, determina un’occupazione del suolo, a regime, minima, lasciando, quindi, inalterata la destinazione d’uso attuale della zona e consentendo lo svolgimento degli impieghi tradi
affiancarsi alle attività agricole già presenti nell’area. L’utilizzo di
turbine eoliche, infatti, determina un’occupazione del suolo, a regime, minima, Renvico Italy S.r.l.
neratore in grado di incrementare l’efficienza della turbina e ridurre la dispersione energetica all’interno del sistema. Tuttavia dal momento che la tecnologia nel settore della produzione di turbine eoliche è in continua evoluzione, in occasione della stesura del progetto esecutivo, fase successiva alla ufficializzazione della Autorizzazione Unica per la realizzazione dell’impianto in ogg
. Tuttavia dal momento che la tecnologia nel settore della produzione di
turbine eoliche è in continua evoluzione, in occasione della stesura del progettRenvico Italy S.r.l.
ssere regolata per ridurre ulteriormente l’inquinamento acustico, senza alterare in modo significativo la sua efficienza. Tuttavia dal momento che la tecnologia nel settore della produzione di turbine eoliche è in continua evoluzione, in occasione della stesura del progetto esecutivo, fase successiva alla ufficializzazione della Autorizzazione Unica per la realizzazione dell’impianto in ogg
. Tuttavia dal momento che la tecnologia nel settore della produzione di
turbine eoliche è in continua evoluzione, in occasione della stesura del progettRenvico Italy S.r.l.
ti si rimanda alla relazione di progetto di riferimento. 1.4.2 PIAZZOLE DI PUTTING UP Le piazzole da realizzarsi in corrispondenza di ciascun aerogeneratore, necessarie all'installazione delle turbine ed alla movimentazione dei mezzi a ciò dedicati, avranno dimensioni massime pari a 70m x 40m, con riduzione delle stesse  ‐  al temine dei lavori, ad una superficie utile all'accesso per le op
ispondenza di ciascun aerogeneratore, necessarie all'installazione delle
turbine ed alla movimentazione dei mezzi a ciò dedicati, avranno dimensioni massRenvico Italy S.r.l.
pertinenze il minor tempo possibile. Al termine delle operazioni di realizzazione delle singole unità del parco eolico, il comune sarà portato a conoscenza della esatta ubicazione di tutte le turbine e del tracciato del cavo elettrico, allo scopo di riportarne la presenza sulla pertinente documentazione urbanistica. 5.1.3 DISTURBI SULLA POPOLAZIONE RESIDENTE, INDOTTI DALLA GENERAZIONE DI R
il comune sarà portato a conoscenza della esatta ubicazione di tutte le
turbine e del tracciato del cavo elettrico, allo scopo di riportarne la presenzaRenvico Italy S.r.l.
VESTAS sono dotati di un sistema di supervisione e controllo che insieme al sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) è in grado di monitorare e gestire eventuali anomalie delle turbine minimizzando le perdite di produzione ed i costi di manutenzione. Tale sistema è collegato con il sistema di controllo dell'aerogeneratore, che ferma automaticamente l'aerogeneratore in caso d
Acquisition) è in grado di monitorare e gestire eventuali anomalie delle
turbine minimizzando le perdite di produzione ed i costi di manutenzione. Tale sRenvico Italy S.r.l.
via), inizia la sua attività in ENEL, dove ha partecipato ai progetti eolici condotti negli anni ‘80 e ‘90 dal Centro di Ricerca Elettrica, continuandola in CESI e RSE. È segretario del CT 88 “ Turbine eoliche” del CEI e membro del Comitato Esecutivo dell’accordo internazionale IEA Wind Implementing Agreement. CONTRIBUTI DI: Davide Airoldi. Laureato in Scienze Ambientali (Università degli St
Ricerca Elettrica, continuandola in CESI e RSE. È segretario del CT 88 “
Turbine eoliche” del CEI e membro del Comitato Esecutivo dell’accordo internazioRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
l’inserimento degli impianti eolici nel paesaggio, spesso il punto non è tanto adottare tecniche di mitigazione, quanto realizzare progetti in grado di palesare il valore estetico delle stesse turbine eoliche. Un impianto può divenire anche meta di turismo, ma ciò può richiedere particolare cura nello studio paesaggistico e in quello dell’impatto sulla fauna e sulla flora. L’Italia ha coste
realizzare progetti in grado di palesare il valore estetico delle stesse
turbine eoliche. Un impianto può divenire anche meta di turismo, ma ciò può richRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
una ventina di pale, pure metalliche. All’inizio del ventesimo secolo apparvero, soprattutto in Danimarca, i primi generatori eolici, oggi denominati dai tecnici come “aerogeneratori” o anche “ turbine eoliche”, dall’inglese wind turbine. Gli aerogeneratori sono concettualmente simili ai vecchi mulini, con la differenza che in essi il rotore non aziona una macina o una pompa, ma un generator
atori eolici, oggi denominati dai tecnici come “aerogeneratori” o anche “
turbine eoliche”, dall’inglese wind turbine. Gli aerogeneratori sono concettualmRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
. All’inizio del ventesimo secolo apparvero, soprattutto in Danimarca, i primi generatori eolici, oggi denominati dai tecnici come “aerogeneratori” o anche “turbine eoliche”, dall’inglese wind turbine . Gli aerogeneratori sono concettualmente simili ai vecchi mulini, con la differenza che in essi il rotore non aziona una macina o una pompa, ma un generatore elettrico rotante. Dopo la Seconda
cnici come “aerogeneratori” o anche “turbine eoliche”, dall’inglese wind
turbine. Gli aerogeneratori sono concettualmente simili ai vecchi mulini, con laRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
. Il componente fondamentale di entrambe le categorie d’impianto è la macchina che converte l’energia eolica in energia elettrica, denominata aerogeneratore o turbina eolica (dall’inglese wind turbine ). Nelle centrali eoliche (Figura 2.1) un certo numero di aerogeneratori sono installati secondo schemi opportuni su un’area con adeguate condizioni di ventosità. Lo scopo (vedi al Capitolo 4,
elettrica, denominata aerogeneratore o turbina eolica (dall’inglese wind
turbine). Nelle centrali eoliche (Figura 2.1) un certo numero di aerogeneratori Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
nza (drag) o del tipo a portanza (lift), in funzione del principio che utilizzano per trasformare l’energia eolica in energia meccanica. I mini-aerogeneratori a resistenza sono, ad esempio, le turbine Savonius. I mini-aerogeneratori a portanza, del tipo Darrieus, hanno invece pale sagomate a profilo aerodinamico, come quelle dei rotori a elica ad asse orizzontale. I mini-aerogeneratori ad a
ergia meccanica. I mini-aerogeneratori a resistenza sono, ad esempio, le
turbine Savonius. I mini-aerogeneratori a portanza, del tipo Darrieus, hanno invRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
ato, una producibilità (ore annue equivalenti di funzionamento a potenza nominale) più bassa dei grandi aerogeneratori, sia per i rendimenti inferiori, sia per la minore altezza al mozzo delle turbine . Entrambi questi aspetti contribuiscono ad aumentare il costo dell’energia prodotta, rendendo inevitabile il ricorso ad incentivazioni mirate. Nonostante ciò, non si devono nemmeno trascurare
sia per i rendimenti inferiori, sia per la minore altezza al mozzo delle
turbine. Entrambi questi aspetti contribuiscono ad aumentare il costo dell’energRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
no alla distanza di 40 km con riferimento all’altezza di 75 m sul livello del terreno (s.l.t.) oppure sul livello del mare (s.l.m.). Questo valore corrisponde all’altezza media del mozzo delle turbine eoliche di recente installazione. Figura 6.1 Mappa nazionale di ventosità media annua a 75 m s.l.t./s.l.m. e corrispondente mappa di producibilità specifica. Nella sua più aggiornata version
re (s.l.m.). Questo valore corrisponde all’altezza media del mozzo delle
turbine eoliche di recente installazione. Figura 6.1 Mappa nazionale di ventosiRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
gia prodotta da un impianto è introdotta dal fatto che è necessario riportare le uscite modellistiche (solitamente ottenibili per una griglia di punti adiacenti) al punto di collocazione delle turbine : questo può essere fatto mediante tecniche di interpolazione, oppure, a seconda della risoluzione impiegata, utilizzando semplicemente il punto griglia più vicino alle coordinate dell’impianto
ibili per una griglia di punti adiacenti) al punto di collocazione delle
turbine: questo può essere fatto mediante tecniche di interpolazione, oppure, a Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
lla precedente fase di selezione si sono sperimentate ipotesi pre-progettuali che si sono basate sui seguenti assunti: n progetto percettivo: si interviene a scala territoriale considerando le turbine come nuovi landmark del territorio; n progetto di suolo: si considerano le trasformazioni del paesaggio nello specifico sito in cui si interviene, dando alle infrastrutture di carattere tecnic
progetto percettivo: si interviene a scala territoriale considerando le
turbine come nuovi landmark del territorio; n progetto di suolo: si considerano Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
trata sulla creazione di nuovi ambiti capaci di instaurare relazioni visive con le preesistenze. L’assunto di base è che non sia corretto, e sia comunque inutile, il tentativo di nascondere le turbine eoliche, ma al contrario sia adeguato un approccio che tenda a definire con chiarezza la sensibilità dei luoghi, ovvero la “capacità dei luoghi di accogliere i cambiamenti, entro certi limiti,
non sia corretto, e sia comunque inutile, il tentativo di nascondere le
turbine eoliche, ma al contrario sia adeguato un approccio che tenda a definire Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
io nel quale il parco eolico assuma un ruolo di rilievo. Un’applicazione esemplificativa di tale processo è riportata in [4], in cui si illustra il tentativo di far concorrere il sistema delle turbine eoliche alla creazione di un ambito che, attraverso relazioni con le preesistenze, possa divenire un luogo, e quindi un riconoscibile spazio scenico del vissuto. Un ulteriore livello consiste
[4], in cui si illustra il tentativo di far concorrere il sistema delle
turbine eoliche alla creazione di un ambito che, attraverso relazioni con le preRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
che dimostrano una forte disattenzione alla progettualità e all’estetica del paesaggio, non si ripetano. La qualità dovrà investire l’intero processo progettuale, a cominciare dal design delle turbine per arrivare al progetto del territorio, e accompagnare tutta la vita dell’impianto, compresa la sua dismissione o riutilizzo. L’attuale priorità è quella di indirizzare le forze ad interpolar
à investire l’intero processo progettuale, a cominciare dal design delle
turbine per arrivare al progetto del territorio, e accompagnare tutta la vita deRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
o, rotte di migrazione dell’avifauna, zone di riproduzione degli animali), e dati di tipo storico culturale (artistici, archeologici e agricoli) per definire aree di rispetto entro le quali le turbine non debbono entrare. Un progetto realizzato rispettando le poche attenzioni descritte fino ad ora può divenire, come già accaduto, destinazione di un turismo discreto per chi è sensibile al fa
archeologici e agricoli) per definire aree di rispetto entro le quali le
turbine non debbono entrare. Un progetto realizzato rispettando le poche attenziRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
azione è ancora alla fase iniziale. Per quanto riguarda l’energia delle maree e delle correnti marine, ci sono parecchie decine di dispositivi in via di sviluppo, riconducibili in gran parte a turbine ad asse orizzontale. Esempi di dispositivi a uno stadio di sviluppo pre-commerciale, con taglie previste superiori a qualche centinaio di kilowatt, sono le turbine messe a punto da Voith Hydro
decine di dispositivi in via di sviluppo, riconducibili in gran parte a
turbine ad asse orizzontale. Esempi di dispositivi a uno stadio di sviluppo pre-Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
iconducibili in gran parte a turbine ad asse orizzontale. Esempi di dispositivi a uno stadio di sviluppo pre-commerciale, con taglie previste superiori a qualche centinaio di kilowatt, sono le turbine messe a punto da Voith Hydro, Sabella, ALSTOM e nel progetto SEAGEN. Per quanto riguarda lo sfruttamento del moto ondoso, si è invece in presenza di un proliferare di dispositivi basati su div
, con taglie previste superiori a qualche centinaio di kilowatt, sono le
turbine messe a punto da Voith Hydro, Sabella, ALSTOM e nel progetto SEAGEN. PerRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
one di un singolo componente dell’aerogeneratore a quella della strategia di controllo di un raggruppamento (cluster) di parchi eolici. Segnaliamo di seguito alcune delle più significative. Le turbine tendono ad avere taglie sempre maggiori, soprattutto per quanto riguarda le applicazioni offshore lontano dalla costa, dove esse sono meno visibili. Molti sono i prototipi proposti nella tagli
parchi eolici. Segnaliamo di seguito alcune delle più significative. Le
turbine tendono ad avere taglie sempre maggiori, soprattutto per quanto riguardaRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
no già presenti altre proposte (commerciali nel 2020?) con potenze fino a 20 MW, diametri di rotore di circa 250 metri e altezze al mozzo di circa 150 metri. Con l’aumentare della taglia delle turbine , aumenta notevolmente il loro peso, con conseguente aggravio dei problemi e dei costi d’installazione anche offshore. Sono allo studio aerogeneratori che adottano soluzioni assai innovative, c
altezze al mozzo di circa 150 metri. Con l’aumentare della taglia delle
turbine, aumenta notevolmente il loro peso, con conseguente aggravio dei problemRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
eneratore, è stata recentemente adottata da alcuni costruttori la soluzione dell’accoppiamento diretto senza il moltiplicatore di giri, causa quest’ultimo di parecchie fermate per guasto delle turbine . Questa soluzione, in partenza meno economica, dovrebbe compensarsi nel tempo con il minor costo di manutenzione dovuto ai minori guasti delle turbine; la sfida è ancora aperta e la risposta p
catore di giri, causa quest’ultimo di parecchie fermate per guasto delle
turbine. Questa soluzione, in partenza meno economica, dovrebbe compensarsi nel Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
imo di parecchie fermate per guasto delle turbine. Questa soluzione, in partenza meno economica, dovrebbe compensarsi nel tempo con il minor costo di manutenzione dovuto ai minori guasti delle turbine ; la sfida è ancora aperta e la risposta potrà venire solo dopo un sufficiente numero di anni di esercizio di entrambe le configurazioni. Nuovi controlli “intelligenti” sono stati proposti per
l tempo con il minor costo di manutenzione dovuto ai minori guasti delle
turbine; la sfida è ancora aperta e la risposta potrà venire solo dopo un sufficRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
e prevede lo studio di un aerogeneratore multi-megawatt ad asse verticale per acque profonde. Sono state inoltre proposte, e sono ancora allo studio di pre-fattibilità, nuove configurazioni di turbine ad asse verticale di grande taglia per applicazioni offshore (come l’Aerogenerator X da 10 MW della Wind Power Limited e il NOVA – Novel Offshore Vertical Axis Aerogenerator da 5-10 MW). L’int
e, e sono ancora allo studio di pre-fattibilità, nuove configurazioni di
turbine ad asse verticale di grande taglia per applicazioni offshore (come l’AerRicerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A.
o al suolo e all’hub; temperatura media al suolo e all'hub; velocità di rotazione delle pale dell'aerogeneratore. Dato meteo – dato relativo alla velocità e direzione del vento al suolo e alle turbine , presenza/assenza di precipitazioni, tipo di precipitazione (pioggia, neve, grandine). Dato utile – Dato di misura rimanente dopo l’eliminazione degli eventi spuri. Evento spurio – Evento non
eteo – dato relativo alla velocità e direzione del vento al suolo e alle
turbine, presenza/assenza di precipitazioni, tipo di precipitazione (pioggia, neIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
tivi Oltre ai riferimenti normativi già elencati nella prima parte delle presenti Linee guida, si farà qui riferimento alle seguenti normative: • S. Ljunggren – “Recommended practices for wind turbine testing. 10. Measurement of noise immission from wind turbines at noise receptor locations”, Department of Building Science, The Royal Institute of technology, Sweden , 1997. • J. Kragh, B. Pl
lle seguenti normative: • S. Ljunggren – “Recommended practices for wind
turbine testing. 10. Measurement of noise immission from wind turbines at noise Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
from wind turbines at noise receptor locations”, Department of Building Science, The Royal Institute of technology, Sweden , 1997. • J. Kragh, B. Plovsing, B. Søndergaard – “Prediction of Wind Turbine Noise Propagation over Complex Terrain in All Kinds of Weather with Nord2000”, Proceedings of WTN Berlin 2005. • G.P. van den Berg – “Effects of the wind profile at night on wind turbine sound
en , 1997. • J. Kragh, B. Plovsing, B. Søndergaard – “Prediction of Wind
Turbine Noise Propagation over Complex Terrain in All Kinds of Weather with NordIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
Wind Turbine Noise Propagation over Complex Terrain in All Kinds of Weather with Nord2000”, Proceedings of WTN Berlin 2005. • G.P. van den Berg – “Effects of the wind profile at night on wind turbine sound”, Journal of Sound and Vibration, Volume 277, pag. 955-970, novembre 2004. • EPA Australia – “Wind Farm environment noise guidelines”, 2009. • New Zealand Standard – “Acoustics. Wind Far
005. • G.P. van den Berg – “Effects of the wind profile at night on wind
turbine sound”, Journal of Sound and Vibration, Volume 277, pag. 955-970, novembIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
..................................23 6.1 Condizioni atmosferiche non standard e propagazione a lunga distanza..................................................25 6.2 Livelli di emissione delle turbine eoliche ed effetti meteorologici ............................................................27 6.3 Dimensioni della turbina eolica ed attenuazione laterale....................................
.......................................25 6.2 Livelli di emissione delle
turbine eoliche ed effetti meteorologici .......................................Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
atori eolici, ed agisce sia aumentando la rumorosità generate dalle pale sia aumentando la modulazione di ampiezza. Diversi studi sono stati condoti a parità di livello di potenza sonora delle turbine eoliche, riferita alla velocità del vento a 10 m di altezza dal suolo in linea con le definizione della norma IEC 61400-11. Van de Berg nel 2003 ha evidenziato che: − valori crescenti di wind-
rsi studi sono stati condoti a parità di livello di potenza sonora delle
turbine eoliche, riferita alla velocità del vento a 10 m di altezza dal suolo inIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
altezza dal suolo in linea con le definizione della norma IEC 61400-11. Van de Berg nel 2003 ha evidenziato che: − valori crescenti di wind-shear determinano aumentano la potenza sonora delle turbine eoliche a parita di velocità del vento a 10 m di altezza; − l’aumento del wind shear determina l’aumento della modulazione di ampiezza e pertanto il disturbo provato dalle popolazioni resident
ri crescenti di wind-shear determinano aumentano la potenza sonora delle
turbine eoliche a parita di velocità del vento a 10 m di altezza; − l’aumento deIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ella sua tesi di Ph. D., G.P. Van de Berg ha evidenziato la forte correlazione tra l’angolo di attacco (angolo tra la velocità dell’aria e la pala del rotore eolico) e il rumore prodotto dalle turbine eoliche in condizioni di stabilità atmosferica. Le condizioni di massimo wind-shear e stabilità atmosferica si verifica quando è massima la somma normalizzata degli angoli di attacco sulle pal
locità dell’aria e la pala del rotore eolico) e il rumore prodotto dalle
turbine eoliche in condizioni di stabilità atmosferica. Le condizioni di massimoIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
coinvolte dalle emissioni degli impianti eolici. Patrik Rynell dell’Università di Göteborg, in un lavoro del 2009, illustra la metodologia corrente usata in Svezia per la misura del rumore da turbine eoliche, come descritta nel rapporto Elforsk. Nel rapporto vengono descritti due differenti metodi per misurare il livello di pressione sonora, denominati “Metodo B” e “Metodo C”. Nel “Metodo
stra la metodologia corrente usata in Svezia per la misura del rumore da
turbine eoliche, come descritta nel rapporto Elforsk. Nel rapporto vengono descrIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
vello di pressione sonora, denominati “Metodo B” e “Metodo C”. Nel “Metodo B” (Misura del livello di pressione sonora totale a 8 m/s) viene misurato il livello di pressione sonora dovuto alle turbine e alle sorgenti di rumore. La velocità del vento è misurata alle turbine e ricalcolata a 10 m di altezza. I livelli di pressione sonora sono misurati per differenti velocità del vento, riporta
otale a 8 m/s) viene misurato il livello di pressione sonora dovuto alle
turbine e alle sorgenti di rumore. La velocità del vento è misurata alle turbineIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
do B” (Misura del livello di pressione sonora totale a 8 m/s) viene misurato il livello di pressione sonora dovuto alle turbine e alle sorgenti di rumore. La velocità del vento è misurata alle turbine e ricalcolata a 10 m di altezza. I livelli di pressione sonora sono misurati per differenti velocità del vento, riportati in un diagramma come funzione della velocità del vento a 10 m di altez
turbine e alle sorgenti di rumore. La velocità del vento è misurata alle
turbine e ricalcolata a 10 m di altezza. I livelli di pressione sonora sono misuIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
determinato il livello di pressione sonora alla velocità del vento di riferimento. Questo metodo può essere usato esclusivamente per determinare se il livello di pressione sonora da una o più turbine è inferiore a un determinato valore di soglia, ma non può essere usato per dimostrare che esso eccede un certo valore in quanto, ai livelli di pressione sonora rilevanti per misure di immissio
sivamente per determinare se il livello di pressione sonora da una o più
turbine è inferiore a un determinato valore di soglia, ma non può essere usato pIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
dimostrare che esso eccede un certo valore in quanto, ai livelli di pressione sonora rilevanti per misure di immissione, il rumore di fondo è dello stesso ordine di grandezza del rumore delle turbine e il metodo non separa i diversi contributi. Il secondo metodo descritto, denominato nel rapporto “Metodo C” (Misura del livello di pressione sonora dalla turbina a 8 m/s), propone invece una
, il rumore di fondo è dello stesso ordine di grandezza del rumore delle
turbine e il metodo non separa i diversi contributi. Il secondo metodo descrittoIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
Metodo C” (Misura del livello di pressione sonora dalla turbina a 8 m/s), propone invece una procedura per individuare il contributo al livello sonoro globale della sola componente dovuta alle turbine . In un diagramma vengono riportati, in funzione della velocità del vento, sia i livelli di pressione sonora totali (turbine più tutte le altre sorgenti di rumore) che i livelli del rumore di f
l contributo al livello sonoro globale della sola componente dovuta alle
turbine. In un diagramma vengono riportati, in funzione della velocità del ventoIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ntributo al livello sonoro globale della sola componente dovuta alle turbine. In un diagramma vengono riportati, in funzione della velocità del vento, sia i livelli di pressione sonora totali ( turbine più tutte le altre sorgenti di rumore) che i livelli del rumore di fondo (misurati a turbine non funzionanti), entrambi misurati nel punto di immissione. I dati relativi al solo rumore di fond
ione della velocità del vento, sia i livelli di pressione sonora totali (
turbine più tutte le altre sorgenti di rumore) che i livelli del rumore di fondoIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
vengono riportati, in funzione della velocità del vento, sia i livelli di pressione sonora totali (turbine più tutte le altre sorgenti di rumore) che i livelli del rumore di fondo (misurati a turbine non funzionanti), entrambi misurati nel punto di immissione. I dati relativi al solo rumore di fondo vengono approssimati da un polinomio di secondo ordine usando una tecnica di regressione: L
altre sorgenti di rumore) che i livelli del rumore di fondo (misurati a
turbine non funzionanti), entrambi misurati nel punto di immissione. I dati relaIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
la che produce la rumorosità residuale valutata al suolo nel sito indagato. 6. La scelta del modello di propagazione L’accuratezza nella modellazione della propagazione del rumore emesso dalle turbine eoliche dipende dai seguenti fattori: − dipendenza dalla frequenza dei dati relativi al livello di potenza sonora della sorgente; − caratteristiche dell’area di progetto, quali la orografia de
ccuratezza nella modellazione della propagazione del rumore emesso dalle
turbine eoliche dipende dai seguenti fattori: − dipendenza dalla frequenza dei dIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ze non trascurabili nel calcolo dei livelli di rumore in prossimità dei ricettori. Negli ultimi anni sono stati sviluppati molti modelli per calcolare la propagazione del rumore generato dalle turbine eoliche. La norma ISO 9613 è tra gli standard più utilizzati ed implementati nei più diffusi software commerciali. Utilizzata per stimare i livelli di pressione sonora ad una specificata dista
ti molti modelli per calcolare la propagazione del rumore generato dalle
turbine eoliche. La norma ISO 9613 è tra gli standard più utilizzati ed implemenIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
he. Ci sono molti vincoli considerati dalla norma ISO 9613 che possono avere implicazioni nei casi di modellazione dei generatori eolici. Essi sono in parte legati a: − dati di emissione delle turbine eoliche, ottenuti secondo la norma IEC 61400-11; − all’altezza del rotore ed alle dimensioni dell’area spazzata dalle pale; − ai fattori meteorologici che influenzano la propagazione del suono
eneratori eolici. Essi sono in parte legati a: − dati di emissione delle
turbine eoliche, ottenuti secondo la norma IEC 61400-11; − all’altezza del rotorIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
o non sono esplicitamente considerate negli algoritmi di propagazione della norma. E’ perciò necessario considerare questi fattori limitanti durante la valutazione della emissione di rumore da turbine eoliche in condizioni di ventosità elevata, incluse quelle relative alla situazione di regime massimo. Livelli di Emissione delle Turbine Eoliche ed Effetti Meteorologici: i dati relativi alla
ti fattori limitanti durante la valutazione della emissione di rumore da
turbine eoliche in condizioni di ventosità elevata, incluse quelle relative allaIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ti durante la valutazione della emissione di rumore da turbine eoliche in condizioni di ventosità elevata, incluse quelle relative alla situazione di regime massimo. Livelli di Emissione delle Turbine Eoliche ed Effetti Meteorologici: i dati relativi alla emissione sonora delle turbine eoliche, riportati nelle schede tecniche delle ditte produttrici, sono misurati e riportati secondo delle
e relative alla situazione di regime massimo. Livelli di Emissione delle
Turbine Eoliche ed Effetti Meteorologici: i dati relativi alla emissione sonora Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
i ventosità elevata, incluse quelle relative alla situazione di regime massimo. Livelli di Emissione delle Turbine Eoliche ed Effetti Meteorologici: i dati relativi alla emissione sonora delle turbine eoliche, riportati nelle schede tecniche delle ditte produttrici, sono misurati e riportati secondo delle procedure stabilite dalla normativa tecnica relativa. La affidabilità della modellazio
he ed Effetti Meteorologici: i dati relativi alla emissione sonora delle
turbine eoliche, riportati nelle schede tecniche delle ditte produttrici, sono mIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
della modellazione acustica secondo la norma ISO 9613 dipende fortemente dalla aderenza dei dati di emissione alle procedure di valutazione e misura dettate dalla norma IEC 61400-11:2002 “Wind Turbine Generator Systems – Part 11: Acoustic Noise Measurement Techniques”. E’ richiesta una modifica di questi dati quando occorre tenere in considerazione specifiche condizioni topografiche e meteo
dure di valutazione e misura dettate dalla norma IEC 61400-11:2002 “Wind
Turbine Generator Systems – Part 11: Acoustic Noise Measurement Techniques”. E’ Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ere in considerazione specifiche condizioni topografiche e meteorologiche del sito e quando occorre un maggior livello di accuratezza nella modellazione con la norma ISO 9613. Dimensioni delle Turbine Eoliche ed Attenuazione Laterale: le altezze convenzionali delle turbine eoliche comunemente utilizzate sono al di fuori della tolleranza fissata dalla norma ISO 9613 per l’altezza delle sorge
i accuratezza nella modellazione con la norma ISO 9613. Dimensioni delle
Turbine Eoliche ed Attenuazione Laterale: le altezze convenzionali delle turbineIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
del sito e quando occorre un maggior livello di accuratezza nella modellazione con la norma ISO 9613. Dimensioni delle Turbine Eoliche ed Attenuazione Laterale: le altezze convenzionali delle turbine eoliche comunemente utilizzate sono al di fuori della tolleranza fissata dalla norma ISO 9613 per l’altezza delle sorgenti di rumore sopra la quota del terreno (1 ÷ 30 m). L’altezza della sorg
Turbine Eoliche ed Attenuazione Laterale: le altezze convenzionali delle
turbine eoliche comunemente utilizzate sono al di fuori della tolleranza fissataIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ropagazione verso i ricettori. Elevate variazioni del gradiente della temperatura atmosferica si manifestano solitamente durante situazioni di calma di vento o di vento molto debole, quando le turbine eoliche non sono in funzione. I flussi d’aria al livello del terreno (Low Level Jet Streams) sono causati dal raffreddamento della superficie del terreno, che determinano una riduzione della r
durante situazioni di calma di vento o di vento molto debole, quando le
turbine eoliche non sono in funzione. I flussi d’aria al livello del terreno (LoIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
i anomali sono del tutto trascurabili fino a distanze brevi (qualche centinaio di metri), ma diventano rilevanti a distanze maggiori di 800 m nel caso di sorgenti poste a quota elevata come le turbine eoliche. La norma ISO 9613 considera questi eventi durante la propagazione sottovento attraverso un fattore di correzione meteorologico Cmet descritto dalla seguente equazione, dove: Cmet = te
nze maggiori di 800 m nel caso di sorgenti poste a quota elevata come le
turbine eoliche. La norma ISO 9613 considera questi eventi durante la propagazioIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
9613 non dispone di termini di correzione che tengano in conto tale fenomeno; ciò comporta una stima cautelativa (a favore di sicurezza) dei risultati ottenuti. 6.2 Livelli di emissione delle turbine eoliche ed effetti meteorologici La definizione accurata dei dati di input relativi all’emissione della sorgente sonora è fondamentale per raggiungere la massima accuratezza nel calcolo previs
ore di sicurezza) dei risultati ottenuti. 6.2 Livelli di emissione delle
turbine eoliche ed effetti meteorologici La definizione accurata dei dati di inpIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
e accurata dei dati di input relativi all’emissione della sorgente sonora è fondamentale per raggiungere la massima accuratezza nel calcolo previsionale. A questo scopo le ditte produttrici di turbine eoliche forniscono i valori del livello di potenza sonora in funzione di valori interi della velocità del vento riferita a 10 m di altezza. La norma IEC 61400-11 definisce le procedure da util
ratezza nel calcolo previsionale. A questo scopo le ditte produttrici di
turbine eoliche forniscono i valori del livello di potenza sonora in funzione diIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
lla velocità del vento riferita a 10 m di altezza. La norma IEC 61400-11 definisce le procedure da utilizzare nella misura, analisi e documentazione finale dei dati di emissione acustica delle turbine eoliche. L’applicazione di questo standard fornisce i valori spettrali del livello di potenza sonora ponderato “A” (Lw-dBA) per valori della velocità del vento compresa tra 6 m/s e 10 m/s. Neg
ra, analisi e documentazione finale dei dati di emissione acustica delle
turbine eoliche. L’applicazione di questo standard fornisce i valori spettrali dIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ilizza il coefficiente Z0 nel metodo per la standardizzazione della misura della velocità del vento per tenere conto delle condizioni del sito reali. I dati relativi all’emissione sonora delle turbine eoliche, forniti con il metodo della norma IEC 61400-11, si riferiscono ad un valore di Z0 di 0,03 o 0,05 m. Per calcolare la velocità del vento all’altezza del mozzo della turbina (hub height
le condizioni del sito reali. I dati relativi all’emissione sonora delle
turbine eoliche, forniti con il metodo della norma IEC 61400-11, si riferiscono Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
verse, il metodo migliore è quello di ricavare lo specifico valore di Z0 e di α in modo da ricavare il corretto profilo verticale della velocità del vento adatto al luogo dove sono presenti le turbine eoliche. 6.3 Dimensioni della turbina eolica ed attenuazione laterale L’area spazzata dalle pale della turbina eolica può essere modellata come un disco di sorgenti puntiformi, come un anello
verticale della velocità del vento adatto al luogo dove sono presenti le
turbine eoliche. 6.3 Dimensioni della turbina eolica ed attenuazione laterale L’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ività della sorgente (dB) A = attenuazione acustica per bande di ottava R = distanza lineare tra il ricevitore e la sorgente. Il termine Dc dipende dalla direttività della sorgente che, per le turbine eoliche, dipende dalla geometria. La direttività tiene della variazione dell’intensità sonora con l’orientamento rispetto alla sorgente sonora. Per sorgenti omnidirezionali in campo libero il
ente. Il termine Dc dipende dalla direttività della sorgente che, per le
turbine eoliche, dipende dalla geometria. La direttività tiene della variazione Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ettività tiene della variazione dell’intensità sonora con l’orientamento rispetto alla sorgente sonora. Per sorgenti omnidirezionali in campo libero il termine Dc è pari a zero. Considerare le turbine eoliche come sorgenti puntiformi omnidirezionali può determinare un approccio cautelativo, sovrastimando i livelli di pressione sonora ai ricettori. La caratterizzazione della sorgente in term
idirezionali in campo libero il termine Dc è pari a zero. Considerare le
turbine eoliche come sorgenti puntiformi omnidirezionali può determinare un apprIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ovuta al fatto che parti della sorgente di rumore reale si troveranno a distanza dal ricettore inferiore alla distanza sorgente puntiforme equivalente-ricettore. Durante il funzionamento delle turbine eoliche, la distanza tra la punta delle pale e il ricevitore è inferiore alla distanza tra il centro del rotore, dove viene posizionata la sorgente puntiforme ideale, e il ricevitore stesso. 6
orgente puntiforme equivalente-ricettore. Durante il funzionamento delle
turbine eoliche, la distanza tra la punta delle pale e il ricevitore è inferioreIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
vengono valutate solo le condizioni geometriche e non quelle meteorologiche. Infine un aspetto, di non poco conto dal punto di vista dell’applicabilità di tali modelli al caso specifico delle turbine eoliche, riguarda l’altezza della sorgente e la distanza limite per la loro applicazione, che nel caso specifico raggiungono entrambi valori molto elevati (100 m e oltre per l’altezza della so
unto di vista dell’applicabilità di tali modelli al caso specifico delle
turbine eoliche, riguarda l’altezza della sorgente e la distanza limite per la lIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
issioni degli impianti eolici. 8. I limiti su LA90(10min), LA90(1h) o LAEQ Molti approcci metodologici per la misura del rumore prodotto dal vento e da sorgenti di rumore stazionario, quali le turbine eoliche, si basano tendenzialmente sulla misura di livelli percentili quali il L90 o L95 trascurando la misura del livello equivalente di rumore. La giustificazione di questo scelta è da ricon
rumore prodotto dal vento e da sorgenti di rumore stazionario, quali le
turbine eoliche, si basano tendenzialmente sulla misura di livelli percentili quIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
e degli ingranaggi, prevalente tra quelli di origine meccanica, è trasmesso per via strutturale e può essere caratterizzato da componenti tonali, soggette a penalizzazione. La realizzazione di turbine con ingranaggi a denti elicoidali e una migliore progettazione della distribuzione dei carichi su sospensioni elastiche che coinvolgono il pilone portante, permettono una significativa riduzio
ato da componenti tonali, soggette a penalizzazione. La realizzazione di
turbine con ingranaggi a denti elicoidali e una migliore progettazione della disIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
tipici studi di impatto ambientale, con specifiche valutazioni anche qualitative in merito agli effetti associati alla produzione di rumore alle basse frequenze derivante dall’esercizio delle turbine . Le principali considerazioni che possono essere formulate in merito alle ricadute acustiche prodotte degli impianti eolici - che includano anche gli effetti prodotti dalle componenti a bassa
produzione di rumore alle basse frequenze derivante dall’esercizio delle
turbine. Le principali considerazioni che possono essere formulate in merito allIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ntale post-operam dell'impatto acustico di un parco eolico L’articolo, presentato da Pierre Dutilleux e Joachim Gabriel a Berlino nel Secondo Congresso Internazionale sul Rumore Prodotto dalle Turbine Eoliche, mette a confronto le modalità con cui, in Francia ed in Germania, viene valutato il rumore prodotto dagli aereogeneratori, con particolare riferimento alle differenze esistenti nella
a Berlino nel Secondo Congresso Internazionale sul Rumore Prodotto dalle
Turbine Eoliche, mette a confronto le modalità con cui, in Francia ed in GermaniIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
usa delle criticità di seguito esposte. L’impiego della norma IEC 61400-11: 2002, con l’emendamento 1 del 2006, è imprescindibile per la certificazione e la verifica della potenza sonora delle turbine . Le tecniche di misura conformi a tale standard internazionale consentono di caratterizzare la sorgente acustica fornendo risultati riproducibili con incertezze dell’ordine di ± 1 dB. Una volt
cindibile per la certificazione e la verifica della potenza sonora delle
turbine. Le tecniche di misura conformi a tale standard internazionale consentonIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ettivo secondario, che consente di minimizzare il problema del disturbo provocato sul microfono dal rumore di fondo dovuto al vento stesso. Inoltre, poiché il livello del rumore prodotto dalle turbine è spesso simile al rumore di fondo, le raccomandazioni della IEA consigliano di montare il microfono su di una tavola larga, in modo da migliorare il rapporto segnale/rumore di 6 dB. In Franc
to al vento stesso. Inoltre, poiché il livello del rumore prodotto dalle
turbine è spesso simile al rumore di fondo, le raccomandazioni della IEA consiglIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
n aree con progetti WTG sono quelli relativi ai villaggi rurali, aree miste e non zonizzate. Tali limiti sono indipendenti dalla velocità del vento e, poiché il livello di potenza sonora delle turbine eoliche aumenta con la velocità del vento, la normativa tedesca impone un limite sul massimo livello di potenza sonora delle turbine eoliche. Per tale motivo, il parametro più significativo pe
ti dalla velocità del vento e, poiché il livello di potenza sonora delle
turbine eoliche aumenta con la velocità del vento, la normativa tedesca impone uIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
cità del vento e, poiché il livello di potenza sonora delle turbine eoliche aumenta con la velocità del vento, la normativa tedesca impone un limite sul massimo livello di potenza sonora delle turbine eoliche. Per tale motivo, il parametro più significativo per la valutazione dell’accettabilità di una turbina eolica in Germania è il massimo livello di potenza sonora della stessa ed il “bila
iva tedesca impone un limite sul massimo livello di potenza sonora delle
turbine eoliche. Per tale motivo, il parametro più significativo per la valutaziIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
bilità del limite acustico fa sì che la valutazione dell’accettabilità di un impianto eolico non sia stabile su di un lungo periodo. Si osservi, infine, che il livello di rumore prodotto dalle turbine eoliche è un criterio importante ma non sufficiente a giustificare l’accettabilità o meno di un progetto di impianto eolico relativamente all’ambiente circostante. Oltre al livello, il caratte
ngo periodo. Si osservi, infine, che il livello di rumore prodotto dalle
turbine eoliche è un criterio importante ma non sufficiente a giustificare l’accIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
a normativa specifica che fissa i limiti dei livelli di rumore prodotti da impianti eolici. Nel documento ACOUSTIC CONSULTING REPORT Prepared for the Ontario Ministry of the Environment – Wind Turbine Facilities Noise Issues (Dicembre 2007) è presentata una rassegna della normativa attualmente in vigore in alcuni stati del Canada, degli Stati Uniti d’America, dell’Australia, della Nuova Zel
LTING REPORT Prepared for the Ontario Ministry of the Environment – Wind
Turbine Facilities Noise Issues (Dicembre 2007) è presentata una rassegna della Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
ata una distanza minima che deve intercorrere tra le abitazioni e la turbina eolica più vicina: all’interno della stessa proprietà, tale distanza è pari a 1,1 volte l’altezza della torre delle turbine , mentre al di fuori della proprietà deve essere pari ad almeno 5 volte l’altezza. 14.4 Michigan Le linee guida del Michigan sono state create per essere applicate nelle amministrazioni locali
proprietà, tale distanza è pari a 1,1 volte l’altezza della torre delle
turbine, mentre al di fuori della proprietà deve essere pari ad almeno 5 volte lIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
per essere applicate nelle amministrazioni locali più piccole e nelle aree non urbanizzate, dove non esistono disposizioni alternative. Esse stabiliscono un limite per il rumore generato dalle turbine eoliche di 55 dB(A) in corrispondenza di qualsiasi confine di proprietà, che può essere superato solo dopo l’autorizzazione scritta del proprietario confinante. Il limite si considera superato
ni alternative. Esse stabiliscono un limite per il rumore generato dalle
turbine eoliche di 55 dB(A) in corrispondenza di qualsiasi confine di proprietà,Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
oni delle macchine, e che hanno subito una notevole evoluzione tecnologica negli ultimi anni, sono: il rotore, il generatore elettrico, l’elettronica di controllo. Rotore Le pale delle moderne turbine eoliche sono il frutto di ricerche specifiche sia nel campo dell’aerodinamica che in quello dei materiali. Le pale in vetroresina sono oggi di gran lunga le più diffuse, costruite con stratifi
tore elettrico, l’elettronica di controllo. Rotore Le pale delle moderne
turbine eoliche sono il frutto di ricerche specifiche sia nel campo dell’aerodinEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
ento e della conformazione del terreno. 24 Anemometro a coppe Stazione anemometrica L’interdistanza fra gli aerogeneratori può variare da (3-5)·D a (5-7)·D, con D il diametro del rotore delle turbine , a seconda se si tratti della distanza entro la stessa fila o tra file diverse. Le interdistanze devono essere fissate in modo ottimale per far si che ogni aerogeneratore operi nelle migliori
ori può variare da (3-5)·D a (5-7)·D, con D il diametro del rotore delle
turbine, a seconda se si tratti della distanza entro la stessa fila o tra file dEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
to ad impianti terrestri, soprattutto per la progettazione, realizzazione e messa in opera delle fondazioni delle singole macchine, le quali oltre a resistere alle sollecitazioni indotte dalle turbine eoliche, devono vedersela con il moto ondoso del mare e il tutto generalmente poggiando su fondali a scarsa tenuta. Un altro problema riguarda il trasporto delle turbine stesse sul sito ed il
e macchine, le quali oltre a resistere alle sollecitazioni indotte dalle
turbine eoliche, devono vedersela con il moto ondoso del mare e il tutto generalEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
itazioni indotte dalle turbine eoliche, devono vedersela con il moto ondoso del mare e il tutto generalmente poggiando su fondali a scarsa tenuta. Un altro problema riguarda il trasporto delle turbine stesse sul sito ed il loro montaggio. Nel caso di impianto in mare, infatti, le difficoltà aumentano, poiché esistono alcuni passaggi delicati che devono essere effettuati con le turbine parzi
u fondali a scarsa tenuta. Un altro problema riguarda il trasporto delle
turbine stesse sul sito ed il loro montaggio. Nel caso di impianto in mare, infaEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
delle turbine stesse sul sito ed il loro montaggio. Nel caso di impianto in mare, infatti, le difficoltà aumentano, poiché esistono alcuni passaggi delicati che devono essere effettuati con le turbine parzialmente montate. Normalmente le turbine impiegate negli impianti in mare sono sempre di grande taglia, in quanto si sfrutta la peculiarità del sito di non essere immediatamente visibile d
hé esistono alcuni passaggi delicati che devono essere effettuati con le
turbine parzialmente montate. Normalmente le turbine impiegate negli impianti inEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
aggio. Nel caso di impianto in mare, infatti, le difficoltà aumentano, poiché esistono alcuni passaggi delicati che devono essere effettuati con le turbine parzialmente montate. Normalmente le turbine impiegate negli impianti in mare sono sempre di grande taglia, in quanto si sfrutta la peculiarità del sito di non essere immediatamente visibile dalla costa e in più non si hanno limiti di sp
no essere effettuati con le turbine parzialmente montate. Normalmente le
turbine impiegate negli impianti in mare sono sempre di grande taglia, in quantoEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
pazio per il montaggio. La preferenza verso grandi macchine consente di non accrescere eccessivamente i costi per kWh prodotto, facendo leva sull’effetto scala e sulla maggior efficienza delle turbine stesse. Gli aerogeneratori debbono essere adattati all’ambiente in cui vengono disposti, con particolare cura verso la corrosione e verso l’aggressione dei raggi ultravioletti, che in mare pos
odotto, facendo leva sull’effetto scala e sulla maggior efficienza delle
turbine stesse. Gli aerogeneratori debbono essere adattati all’ambiente in cui vEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
ima a quella di rete a basse velocità di rotazione, senza pertanto necessità di moltiplicatori di giri da interporre fra il rotore aerodinamico ed il generatore stesso. L’installazione di mini turbine eoliche non modifica la destinazione d’uso del terreno. Il palo di sostegno, le fondazioni, il diametro dei rotori, le dimensioni contenute permettono l’inserimento in tutte le aree del nostro
il rotore aerodinamico ed il generatore stesso. L’installazione di mini
turbine eoliche non modifica la destinazione d’uso del terreno. Il palo di sosteEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
ina eolica ad asse verticale Macchina eolica da 750W Sviluppi tecnologici Eolico off shore Le prospettive di sviluppo della tecnologia eolica off shore sono di grande interesse. Lo sviluppo di turbine di dimensione e di potenza sempre maggiori (rotori con diametro superiore ai 100 metri e potenze superiori ai 4 MW) determina un sempre più rilevante impatto visivo, che può essere mitigato in
lla tecnologia eolica off shore sono di grande interesse. Lo sviluppo di
turbine di dimensione e di potenza sempre maggiori (rotori con diametro superiorEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
cenza di esercizio di officina elettrica da richiedere agli Uffici Tecnici della Finanza (UTF). IMPATTO DI UN IMPIANTO EOLICO Impatti delle macchine eoliche sul territorio L’inserimento delle turbine eoliche nel territorio porta alla modifica di una serie di fattori ambientali. Si rende perciò necessaria fin dalle prime fasi della progettazione un’attenta e corretta valutazione ambientale.
EOLICO Impatti delle macchine eoliche sul territorio L’inserimento delle
turbine eoliche nel territorio porta alla modifica di una serie di fattori ambieEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
ere posizionati nel territorio a debita distanza per evitare il fenomeno dell’interferenza aerodinamica. Questo fenomeno potrebbe avere due effetti: un eventuale aumento della turbolenza sulle turbine più interne del parco eolico, e una perdita in termini di potenza e quindi di produzione di energia. Questa necessità tecnico-progettuale riesce a garantire già da sola il controllo dell’“effe
potrebbe avere due effetti: un eventuale aumento della turbolenza sulle
turbine più interne del parco eolico, e una perdita in termini di potenza e quinEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
in termini di potenza e quindi di produzione di energia. Questa necessità tecnico-progettuale riesce a garantire già da sola il controllo dell’“effetto selva”. Bisogna poi considerare come le turbine e le opere accessorie occupino solo il 2-3% della porzione di territorio interessata. La porzione di territorio interna al parco ma non occupata dalle macchine può quindi tranquillamente esser
sola il controllo dell’“effetto selva”. Bisogna poi considerare come le
turbine e le opere accessorie occupino solo il 2-3% della porzione di territorioEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
iste sulla zona individuata come possibile sede di una centrale eolica, e la sua interazione con la stessa, devono essere valutate caso per caso, dipendendo da molti fattori quali il numero di turbine installate o da installare, la posizione, la concentrazione, la posizione rispetto alle classiche rotte migratorie, e altre variabili ancora. È compito degli operatori e delle amministrazioni
e valutate caso per caso, dipendendo da molti fattori quali il numero di
turbine installate o da installare, la posizione, la concentrazione, la posizionEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
a quella che coinvolge il maggior numero di addetti, rispetto ad ogni altra tecnologia di produzione di elettricità. In un quadro di sfruttamento turistico di zone rurali, ove siano installate turbine eoliche, gioca un fattore importante il corretto inserimento dell’impianto nella realtà paesaggistica, così da rendere più armonica la presenza degli aerogeneratori e indurre nell’osservatore
un quadro di sfruttamento turistico di zone rurali, ove siano installate
turbine eoliche, gioca un fattore importante il corretto inserimento dell’impianEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
ci induce ad essere promotori di uno sviluppo sostenibile che ci permette di sfruttare fonti di energia rinnovabile senza per questo danneggiare la bellezza delle località ove sono presenti le turbine eoliche. Allo stesso tempo l’osservatore ha modo di vedere quali siano le difficoltà per produrre energia in modo pulito, generando quel rispetto per l’energia che porta gradualmente ad un ris
a per questo danneggiare la bellezza delle località ove sono presenti le
turbine eoliche. Allo stesso tempo l’osservatore ha modo di vedere quali siano lEnte per le nuove tecnologie, l’energia e l’ambiente (ENEA)
profondità maggiori rispetto ai 50 metri massimi della vecchia ipotesi: si passa infatti da 50m ad un ragne compreso tra 70 e 76 metri di profondità; tale variazione consente di installare le turbine su substrati poveri dove non sono presenti biocenosi di pregio ambientale (vedi SIAP/R/1/SIA003). B 2. DESCRIZIONE DEL PARCO EOLICO OFFSHORE Un parco eolico (o centrale eolica) è costituito da
a 70 e 76 metri di profondità; tale variazione consente di installare le
turbine su substrati poveri dove non sono presenti biocenosi di pregio ambientalC. and C. Consulting Engineering S.r.l
ono presenti biocenosi di pregio ambientale (vedi SIAP/R/1/SIA003). B 2. DESCRIZIONE DEL PARCO EOLICO OFFSHORE Un parco eolico (o centrale eolica) è costituito da un insieme di aerogeneratori ( turbine eoliche o pali eolici) che producono energia elettrica sfruttando l’energia cinetica del vento. La generazione di energia elettrica varia in funzione della velocità del vento e della potenza n
eolico (o centrale eolica) è costituito da un insieme di aerogeneratori (
turbine eoliche o pali eolici) che producono energia elettrica sfruttando l’enerC. and C. Consulting Engineering S.r.l
dell’albero lento e all’esterno della gondola è fissato il rotore, costituito da un mozzo, sul quale sono montate le pale, che hanno il compito di raccogliere l’energia cinetica del vento. Le turbine scelte per la realizzazione della centrale eolica offshore sono della tipologia tripala ad asse orizzontale, di grossa taglia, specificamente progettate per le applicazioni offshore. In un par
le, che hanno il compito di raccogliere l’energia cinetica del vento. Le
turbine scelte per la realizzazione della centrale eolica offshore sono della tiC. and C. Consulting Engineering S.r.l
zazione della centrale eolica offshore sono della tipologia tripala ad asse orizzontale, di grossa taglia, specificamente progettate per le applicazioni offshore. In un parco eolico le singole turbine sono generalmente disposte secondo un reticolo geometrico con passo costante e, in base alla geometria della disposizione, raggruppate in sottocampi. Le turbine di ogni sottocampo sono interco
e progettate per le applicazioni offshore. In un parco eolico le singole
turbine sono generalmente disposte secondo un reticolo geometrico con passo costC. and C. Consulting Engineering S.r.l
. In un parco eolico le singole turbine sono generalmente disposte secondo un reticolo geometrico con passo costante e, in base alla geometria della disposizione, raggruppate in sottocampi. Le turbine di ogni sottocampo sono interconnesse tra loro con cavi in media tensione; ogni sottocampo è infine connesso elettricamente ad una sottostazione elettrica. In tale sottostazione la corrente vi
in base alla geometria della disposizione, raggruppate in sottocampi. Le
turbine di ogni sottocampo sono interconnesse tra loro con cavi in media tensionC. and C. Consulting Engineering S.r.l
ari a 6 MW. L’ipotesi progettuale prevede la collocazione di pali eolici tra le batimetriche -70 e -76 m avvalendosi di strutture galleggianti. Come verrà meglio descritto nel capitolo B 5, le turbine verranno disposte seguendo una disposizione sfalsata, lungo file allineate alla direzione di minor prevalenza del vento. Il criterio di disposizione prevede che la distanza fra un palo ed il s
strutture galleggianti. Come verrà meglio descritto nel capitolo B 5, le
turbine verranno disposte seguendo una disposizione sfalsata, lungo file allineaC. and C. Consulting Engineering S.r.l
alenza del vento. Il criterio di disposizione prevede che la distanza fra un palo ed il successivo sia pari a circa 1,1 km, Gli aerogeneratori saranno suddivisi in gruppi, detti sottocampi; le turbine facenti parte dello stesso sottocampo saranno interconnesse in serie mediante cavi in media tensione. I sottocampi saranno interconnessi in parallelo ad una sottostazione elettrica di utenza (
km, Gli aerogeneratori saranno suddivisi in gruppi, detti sottocampi; le
turbine facenti parte dello stesso sottocampo saranno interconnesse in serie medC. and C. Consulting Engineering S.r.l
vento effettivamente sfruttabili, la velocità di riferimento per il calcolo della producibilità è la velocità del vento all’altezza del mozzo dell’aerogeneratore prescelto; nel caso di moderne turbine commerciali di grossa taglia per applicazioni offshore, l’altezza del mozzo risulta pari a circa 90 m s.l.m. La distribuzione verticale della componente orizzontale della velocità del vento, d
all’altezza del mozzo dell’aerogeneratore prescelto; nel caso di moderne
turbine commerciali di grossa taglia per applicazioni offshore, l’altezza del moC. and C. Consulting Engineering S.r.l
ento per velocità comprese tra 4 e 24 m/s rispetto alla direzione di provenienza. Tale intervallo di velocità è stato scelto in base ai valori di azionamento (4 m/s) e arresto (24 - 30 m/s) di turbine da 3 - 6 MW. Il funzionamento del parco eolico risulta pertanto ottimale, in quanto si verifica mediamente per l’81,5 % dell’anno, corrispondenti a 7.140 ore/anno. La velocità media per il per
elto in base ai valori di azionamento (4 m/s) e arresto (24 - 30 m/s) di
turbine da 3 - 6 MW. Il funzionamento del parco eolico risulta pertanto ottimaleC. and C. Consulting Engineering S.r.l
NE A - parco eolico costituito da aerogeneratori del Gruppo 2, con riferimento alla turbina GE 3.6sl; - OPZIONE B - parco eolico costituito da aerogeneratori del Gruppo 3, con riferimento alle turbine REpower 5M e REpower 6M. Per la definizione del layout, in base ai dati di vento disponibili e alle specifiche delle turbine considerate, si è scelto di adottare un reticolo con passo di 8 dia
o eolico costituito da aerogeneratori del Gruppo 3, con riferimento alle
turbine REpower 5M e REpower 6M. Per la definizione del layout, in base ai dati C. and C. Consulting Engineering S.r.l
ico costituito da aerogeneratori del Gruppo 3, con riferimento alle turbine REpower 5M e REpower 6M. Per la definizione del layout, in base ai dati di vento disponibili e alle specifiche delle turbine considerate, si è scelto di adottare un reticolo con passo di 8 diametri del rotore rispetto alla direzione prevalente di vento, e di 8 diametri del rotore rispetto alla direzione in cui si re
del layout, in base ai dati di vento disponibili e alle specifiche delle
turbine considerate, si è scelto di adottare un reticolo con passo di 8 diametriC. and C. Consulting Engineering S.r.l
nale della turbina installata. A titolo esemplificativo, la figura a pagina seguente riporta l’andamento dei costi di installazione per kWh prodotto rispetto al crescere delle dimensioni delle turbine nel periodo 1980 – 2000, relativamente alla Danimarca (per gli altri paesi si riscontra un andamento analogo). Nel caso in esame, l’Opzione B è risultata essere migliore rispetto all’Opzione A
stallazione per kWh prodotto rispetto al crescere delle dimensioni delle
turbine nel periodo 1980 – 2000, relativamente alla Danimarca (per gli altri paeC. and C. Consulting Engineering S.r.l
iali autoestinguenti. B7.1.11 Sistema di controllo Tutte le funzioni dell’aerogeneratore sono monitorate da un sistema di controllo a microprocessore. Per poter utilizzare un elevato numero di turbine come unico impianto di generazione, esse devono, inoltre, essere controllate da un sistema centralizzato (SCADA System). Nel caso di installazioni offshore, per incrementare i livelli di affid
i controllo a microprocessore. Per poter utilizzare un elevato numero di
turbine come unico impianto di generazione, esse devono, inoltre, essere controlC. and C. Consulting Engineering S.r.l
rrà con modalità analoghe a quanto descritto per la fase di installazione. B 9. CAVI MT DI INTERCONNESSIONE TRA AEROGENERATORI Gli aerogeneratori sono suddivisi in gruppi, detti sottocampi; le turbine facenti parte dello stesso sottocampo saranno interconnesse tra loro mediante cavi in media tensione. I sottocampi saranno interconnessi in parallelo alla sottostazione elettrica offshore (ESP
RATORI Gli aerogeneratori sono suddivisi in gruppi, detti sottocampi; le
turbine facenti parte dello stesso sottocampo saranno interconnesse tra loro medC. and C. Consulting Engineering S.r.l
gruppo quello più prossimo alla sottostazione. Per questa ragione, il raggruppamento elettrico non rispecchia necessariamente la disposizione geometrica: possono essere interconnesse tra loro turbine appartenenti a file differenti. Nello specifico, i 38 pali eolici previsti verranno raggruppati in 4 file da 6 e 2 file da 7 aerogeneratori ciascuna, come illustrato nell’elaborato PDP/T/1/LY/
amente la disposizione geometrica: possono essere interconnesse tra loro
turbine appartenenti a file differenti. Nello specifico, i 38 pali eolici previsC. and C. Consulting Engineering S.r.l
da in modo non uniforme la superficie terrestre e rappresenta quindi una risorsa completamente rinnovabile. I sistemi eolici trasformano l’energia del vento in energia elettrica attraverso le turbine , dispositivi appositamente progettati per catturare e trasformare in energia elettrica la maggior quantità possibile dell’energia cinetica posseduta dal vento. Le turbine sono costituite da un
olici trasformano l’energia del vento in energia elettrica attraverso le
turbine, dispositivi appositamente progettati per catturare e trasformare in eneFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
ettrica attraverso le turbine, dispositivi appositamente progettati per catturare e trasformare in energia elettrica la maggior quantità possibile dell’energia cinetica posseduta dal vento. Le turbine sono costituite da un numero più o meno elevato di pale che, sotto la spinta del vento, ruotano e spingono un generatore elettrico che produce la corrente. I sistemi più diffusi e conosciuti
maggior quantità possibile dell’energia cinetica posseduta dal vento. Le
turbine sono costituite da un numero più o meno elevato di pale che, sotto la spFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
di pale che, sotto la spinta del vento, ruotano e spingono un generatore elettrico che produce la corrente. I sistemi più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, caratterizzati da turbine di grandi dimensioni installate su torri che possono raggiungere un’altezza complessiva superiore ai 100m. Tali turbine sono spesso aggregate in grandi centrali denominate “wind farm” e sono t
più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, caratterizzati da
turbine di grandi dimensioni installate su torri che possono raggiungere un’alteFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
più diffusi e conosciuti sono quelli di grande taglia, caratterizzati da turbine di grandi dimensioni installate su torri che possono raggiungere un’altezza complessiva superiore ai 100m. Tali turbine sono spesso aggregate in grandi centrali denominate “wind farm” e sono tipicamente installate in aree remote, sulla terraferma oppure sul mare. Con il termine mini-eolico si intendono invece g
i che possono raggiungere un’altezza complessiva superiore ai 100m. Tali
turbine sono spesso aggregate in grandi centrali denominate “wind farm” e sono tFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
dell’energia riversata in rete • Contatore fiscale: misura la quantità di energia riversata in rete. Componenti di un generatore mini-eolico Componenti di un impianto connesso alla rete Turbine eoliche Le tecnologie di turbine mini-eoliche disponibili sul mercato sono estremamente diversificate. Vengono generalmente classificate in base alla disposizione dell’asse di rotazione: • a
generatore mini-eolico Componenti di un impianto connesso alla rete
Turbine eoliche Le tecnologie di turbine mini-eoliche disponibili sul mercato sFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
Contatore fiscale: misura la quantità di energia riversata in rete. Componenti di un generatore mini-eolico Componenti di un impianto connesso alla rete Turbine eoliche Le tecnologie di turbine mini-eoliche disponibili sul mercato sono estremamente diversificate. Vengono generalmente classificate in base alla disposizione dell’asse di rotazione: • ad asse orizzontale (HAWT – Horizon
ti di un impianto connesso alla rete Turbine eoliche Le tecnologie di
turbine mini-eoliche disponibili sul mercato sono estremamente diversificate. VeFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
almente classificate in base alla disposizione dell’asse di rotazione: • ad asse orizzontale (HAWT – Horizontal Axis Wind Turbines) • ad asse verticale (VAWT – Vertical Axis Wind Turbines). Turbine ad asse orizzontale e ad asse verticale Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Sono le più diffuse e prevedono un rotore che si orienta inseguendo la direzione del vento. Forma e numero delle p
nd Turbines) • ad asse verticale (VAWT – Vertical Axis Wind Turbines).
Turbine ad asse orizzontale e ad asse verticale Turbine ad asse orizzontale (HFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
l’asse di rotazione: • ad asse orizzontale (HAWT – Horizontal Axis Wind Turbines) • ad asse verticale (VAWT – Vertical Axis Wind Turbines). Turbine ad asse orizzontale e ad asse verticale Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Sono le più diffuse e prevedono un rotore che si orienta inseguendo la direzione del vento. Forma e numero delle pale variano notevolmente da una tecnologia all’alt
Axis Wind Turbines). Turbine ad asse orizzontale e ad asse verticale
Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Sono le più diffuse e prevedono un rotore chFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
numero delle pale variano notevolmente da una tecnologia all’altra, come illustrato dagli esempi di seguito riportati. Nella configurazione più diffusa, specie per i sistemi più piccoli, le turbine HAWT vengono installate sopravvento e, per allineare al vento l’asse del rotore, prevedono un sistema di imbardata di tipo “passivo” costituito da una coda solidale al rotore. La spinta del ve
Nella configurazione più diffusa, specie per i sistemi più piccoli, le
turbine HAWT vengono installate sopravvento e, per allineare al vento l’asse delFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
no un sistema di imbardata di tipo “passivo” costituito da una coda solidale al rotore. La spinta del vento fa ruotare tutto il corpo del rotore (navicella) su una ralla ad asse verticale. Le turbine installate sottovento hanno invece il rotore posizionato sul retro e il ruolo di timone è svolto dalle pale stesse che hanno una conformazione inclinata particolare per assolvere a questa funz
utto il corpo del rotore (navicella) su una ralla ad asse verticale. Le
turbine installate sottovento hanno invece il rotore posizionato sul retro e il Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
ionato sul retro e il ruolo di timone è svolto dalle pale stesse che hanno una conformazione inclinata particolare per assolvere a questa funzione. Turbina sottovento Turbina sopravento Le turbine HAWT sono sempre dotate di un sistema di protezione per le condizioni in cui la velocità del vento diventa eccessiva e potrebbe danneggiare le pale del rotore. I sistemi più comunemente adotta
ssolvere a questa funzione. Turbina sottovento Turbina sopravento Le
turbine HAWT sono sempre dotate di un sistema di protezione per le condizioni inFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
quando, superata una determinata velocità del vento, il flusso si separa dal bordo sottovento delle pale. Questo effetto si ottiene attraverso un apposito progetto aerodinamico del rotore. Le turbine che adottano questo sistema hanno le pale imbullonate al mozzo a un angolo fisso. Il controllo di passo si realizza inclinando le pale fuori vento fino a disporre le corde delle pale parallel
o si ottiene attraverso un apposito progetto aerodinamico del rotore. Le
turbine che adottano questo sistema hanno le pale imbullonate al mozzo a un angoFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
uesto sistema hanno le pale imbullonate al mozzo a un angolo fisso. Il controllo di passo si realizza inclinando le pale fuori vento fino a disporre le corde delle pale parallele al vento. Le turbine che adottano questo sistema hanno le pale orientabili in modo controllato. Quando il vento ritorna sotto soglia il controllo riporta le pale all’orientamento originario. Il controllo di pitch
e fuori vento fino a disporre le corde delle pale parallele al vento. Le
turbine che adottano questo sistema hanno le pale orientabili in modo controllatFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
namento a generatori elettrici di tipo sincrono a passo variabile. Il controllo di beccheggio prevede che tutta la turbina si inclini in un piano verticale, oppure orizzontale. Le pale delle turbine sono costruite in materiale composito, nel tipo più diffuso in vetroresina poliestere rinforzata (GRP – Glass Reinforced Polyester). Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Si sono sviluppate più
ina si inclini in un piano verticale, oppure orizzontale. Le pale delle
turbine sono costruite in materiale composito, nel tipo più diffuso in vetroresiFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
iano verticale, oppure orizzontale. Le pale delle turbine sono costruite in materiale composito, nel tipo più diffuso in vetroresina poliestere rinforzata (GRP – Glass Reinforced Polyester). Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Si sono sviluppate più di recente e presentano forme di rotori estremamente diversificate. La configurazione VAWT presenta il vantaggio che il generatore elettrico
n vetroresina poliestere rinforzata (GRP – Glass Reinforced Polyester).
Turbine ad asse orizzontale (HAWT) Si sono sviluppate più di recente e presentaFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
osto nella base e quindi il suo peso non deve essere sostenuto dalla torre. Le pale sono realizzate in materiale composito, rinforzato in fibre di vetro o di carbonio, oppure in alluminio. Le turbine VAWT sono inoltre più adatte a un utilizzo in aree urbane in quanto generano livelli di rumore inferiori a quelli delle HAWT, in genere compresi tra i 35 e i 45 dB. Torre Lo scopo della tor
to, rinforzato in fibre di vetro o di carbonio, oppure in alluminio. Le
turbine VAWT sono inoltre più adatte a un utilizzo in aree urbane in quanto geneFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
umulatori), che vengono ricaricati dall'aerogeneratore quando la produzione eccede il fabbisogno e da cui si prende l'energia quando invece il generatore non è sufficiente. Prestazioni delle turbine Per comprendere l’importanza relativa dei differenti fattori che determinano la potenza di una turbina, e le curve attraverso le quali viene rappresentata, si fa riferimento alla seguente fo
ergia quando invece il generatore non è sufficiente. Prestazioni delle
turbine Per comprendere l’importanza relativa dei differenti fattori che deterFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
La velocità del vento è il fattore che influenza maggiormente la potenza prodotta. Variazioni anche minime della velocità comportano variazioni significative della potenza, motivo per cui le turbine vengono installate su torri elevate che consentono di catturare vento di maggiore intensità. Ad esempio, se la velocità aumenta del 25% la potenza raddoppia, se aumenta del 45% la potenza trip
ità comportano variazioni significative della potenza, motivo per cui le
turbine vengono installate su torri elevate che consentono di catturare vento diFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
umenta del 45% la potenza triplica. L’area spazzata (swept area) è un altro fattore importante, perché rappresenta la sezione frontale attraverso la quale il rotore cattura il vento. Nelle turbine HAWT, l’area spazzata ha forma circolare e dipende dal diametro del rotore. Area spazzata in funzione del diametro Nelle turbine VAWT l’area spazzata è convenzionalmente considerata l’area
sezione frontale attraverso la quale il rotore cattura il vento. Nelle
turbine HAWT, l’area spazzata ha forma circolare e dipende dal diametro del rotoFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
ale attraverso la quale il rotore cattura il vento. Nelle turbine HAWT, l’area spazzata ha forma circolare e dipende dal diametro del rotore. Area spazzata in funzione del diametro Nelle turbine VAWT l’area spazzata è convenzionalmente considerata l’area rettangolare di inviluppo della sezione trasversale del rotore ed è determinata dal prodotto diametro x altezza del rotore. La den
al diametro del rotore. Area spazzata in funzione del diametro Nelle
turbine VAWT l’area spazzata è convenzionalmente considerata l’area rettangolareFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
dissipazione, quali vortici indotti dalle pale, perdite meccaniche nel rotore oppure perdite elettriche nel generatore. Il limite di Betz è pari a 0,59. Nella pratica l’efficienza reale delle turbine è tipicamente compresa tra 0,15 e 0,35, come analizzato nella sezione successiva. Inoltre le perdite di tipo aerodinamico fanno sì che l’efficienza della turbina non si mantenga costante al va
Il limite di Betz è pari a 0,59. Nella pratica l’efficienza reale delle
turbine è tipicamente compresa tra 0,15 e 0,35, come analizzato nella sezione suFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
e annue. La velocità di Cut-out è la massima velocità del vento a cui la turbina è in grado di lavorare, superata la quale essa si mette automaticamente in sicurezza. Caratteristiche delle turbine HAWT Allo scopo di fornire un’indicazione di massima sulla dimensione di turbina necessaria a produrre una determinata potenza, nella figura seguente sono riportati i valori di potenza nomina
uale essa si mette automaticamente in sicurezza. Caratteristiche delle
turbine HAWT Allo scopo di fornire un’indicazione di massima sulla dimensione dFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
necessaria a produrre una determinata potenza, nella figura seguente sono riportati i valori di potenza nominale dichiarati dai principali costruttori in funzione del diametro delle rispettive turbine . In accordo con la Legge di Betz (la potenza è proporzionale all’area spazzata), i valori si dispongono secondo una legge di tipo quadratico indicata in colore rosso. Le differenze di poten
ati dai principali costruttori in funzione del diametro delle rispettive
turbine. In accordo con la Legge di Betz (la potenza è proporzionale all’area Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
dichiarati sono riferiti. Esempio: per produrre 10 kW è necessario prevedere una turbina di diametro compreso tra 6 e 8m. Al fine di fornire un’indicazione di massima sull’efficienza delle turbine , nella figura seguente sono riportati i valori desunti dalle prestazioni nominali dichiarate dai costruttori in funzione della potenza nominale. Salvo alcuni valori molto elevati poco credib
8m. Al fine di fornire un’indicazione di massima sull’efficienza delle
turbine, nella figura seguente sono riportati i valori desunti dalle prestazioniFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
alori desunti dalle prestazioni nominali dichiarate dai costruttori in funzione della potenza nominale. Salvo alcuni valori molto elevati poco credibili e valori molto bassi relativi a micro- turbine , l’efficienza è generalmente compresa tra 0,15 e 0,35. Caratteristiche delle turbine VAWT Allo scopo di fornire un’indicazione di massima sulla dimensione di turbina necessaria a produrre un
alori molto elevati poco credibili e valori molto bassi relativi a micro-
turbine, l’efficienza è generalmente compresa tra 0,15 e 0,35. Caratteristiche Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
potenza nominale. Salvo alcuni valori molto elevati poco credibili e valori molto bassi relativi a micro-turbine, l’efficienza è generalmente compresa tra 0,15 e 0,35. Caratteristiche delle turbine VAWT Allo scopo di fornire un’indicazione di massima sulla dimensione di turbina necessaria a produrre una determinata potenza, nella figura seguente sono riportati i valori di potenza nomina
ficienza è generalmente compresa tra 0,15 e 0,35. Caratteristiche delle
turbine VAWT Allo scopo di fornire un’indicazione di massima sulla dimensione dFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
urbina necessaria a produrre una determinata potenza, nella figura seguente sono riportati i valori di potenza nominale dichiarati dai principali costruttori in funzione dell’area spazzata (le turbine commercialmente disponibili sono molto meno numerose di quelle HAWT). In accordo con la Legge di Betz (la potenza è proporzionale all’area spazzata), i valori si dispongono secondo una legge
dichiarati dai principali costruttori in funzione dell’area spazzata (le
turbine commercialmente disponibili sono molto meno numerose di quelle HAWT). Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
area (ad esempio di diametro 3m alta 4m per una turbina del tipo UGE, oppure di diametro 2m alta 6m se del tipo Windspire). Al fine di fornire un’indicazione di massima sull’efficienza delle turbine , nella figura seguente sono riportati i valori desunti dalle prestazioni nominali dichiarate dai costruttori in funzione della potenza nominale. L’efficienza delle turbine è generalmente com
e). Al fine di fornire un’indicazione di massima sull’efficienza delle
turbine, nella figura seguente sono riportati i valori desunti dalle prestazioniFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
l’efficienza delle turbine, nella figura seguente sono riportati i valori desunti dalle prestazioni nominali dichiarate dai costruttori in funzione della potenza nominale. L’efficienza delle turbine è generalmente compresa tra 0,15 e 0,3. Produttività La curva di potenza fornisce un’indicazione essenziale per la scelta della turbina da installare, ma la quantità più importante per l’u
dai costruttori in funzione della potenza nominale. L’efficienza delle
turbine è generalmente compresa tra 0,15 e 0,3. Produttività La curva di potFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
in aree urbane è piuttosto controversa a causa della presenza di numerosi ostacoli di forma diversa. I tetti degli edifici costituiscono in linea di principio un’eccellente collocazione per le turbine , sia perché la generazione elettrica avviene in corrispondenza del punto di consumo, sia perché costituiscono una base strutturale molto elevata che può ridurre l’investimento per la torre. P
ci costituiscono in linea di principio un’eccellente collocazione per le
turbine, sia perché la generazione elettrica avviene in corrispondenza del puntoFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
are (blu), turbolento (rosso) In aree urbane inoltre gli aspetti di inquinamento visivo ed acustico risultano particolarmente critici. Per quanto riguarda il rumore le tecnologie attuali di turbine comportano un livello di rumore compreso al massimo tra 52 e 55 dB a 25m. Questo significa che può essere distinto solo prestando attenzione e comunque non è superiore a quello di un normale
armente critici. Per quanto riguarda il rumore le tecnologie attuali di
turbine comportano un livello di rumore compreso al massimo tra 52 e 55 dB a 25mFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
ti è un plinto che viene realizzato in cemento armato, con una forma e dimensioni che dipendono dal tipo di torre, di generatore e, soprattutto, dal tipo di terreno. In genere i costruttori di turbine forniscono una serie di indicazioni e specifiche. In ogni caso in fase di progetto del basamento è essenziale consultare il fornitore del generatore. In generale: • per terreni soffici, sabbi
neratore e, soprattutto, dal tipo di terreno. In genere i costruttori di
turbine forniscono una serie di indicazioni e specifiche. In ogni caso in fase dFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
energia attiva (indici di classe A, B e C)”. UNEL 35024/1 tabelle per portate dei cavi con posa in aria UNEL 35026 tabelle per posa interrata International Standards (ISO) IEC 61400-1 ”Wind Turbine Safety and Design” IEC 61400-2 “Small Wind Turbine Safety Wind turbines – Part 2: Design requirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic
lle per posa interrata International Standards (ISO) IEC 61400-1 ”Wind
Turbine Safety and Design” IEC 61400-2 “Small Wind Turbine Safety Wind turbinesFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
024/1 tabelle per portate dei cavi con posa in aria UNEL 35026 tabelle per posa interrata International Standards (ISO) IEC 61400-1 ”Wind Turbine Safety and Design” IEC 61400-2 “Small Wind Turbine Safety Wind turbines – Part 2: Design requirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind tu
O) IEC 61400-1 ”Wind Turbine Safety and Design” IEC 61400-2 “Small Wind
Turbine Safety Wind turbines – Part 2: Design requirements for small wind turbinFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
nal Standards (ISO) IEC 61400-1 ”Wind Turbine Safety and Design” IEC 61400-2 “Small Wind Turbine Safety Wind turbines – Part 2: Design requirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind turbine generator systems – Part 12: Wind turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind turbine g
Part 2: Design requirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind
turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
ne Safety Wind turbines – Part 2: Design requirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind turbine generator systems – Part 12: Wind turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind turbine generator systems – Part 13: Measurement of mechanical loads” IEC 61400-21 ”Measurement and ass
ems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind
turbine generator systems – Part 12: Wind turbine power performance testing” IECFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
equirements for small wind turbines” IEC 61400-11 “Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind turbine generator systems – Part 12: Wind turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind turbine generator systems – Part 13: Measurement of mechanical loads” IEC 61400-21 ”Measurement and assessment of power quality characteristics o
techniques” IEC 61400-12 ”Wind turbine generator systems – Part 12: Wind
turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind turbine generator systems Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
d turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques” IEC 61400-12 ”Wind turbine generator systems – Part 12: Wind turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind turbine generator systems – Part 13: Measurement of mechanical loads” IEC 61400-21 ”Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines” IEC 61400-22 “Wind tur
ms – Part 12: Wind turbine power performance testing” IEC 61400-13 “Wind
turbine generator systems – Part 13: Measurement of mechanical loads” IEC 61400Federazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
21 ”Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines” IEC 61400-22 “Wind turbines - Part 22: Conformity testing and certification” IEC 61400-23“Wind turbine generator systems – Part 23: Full-scale structural testing of rotor blades” Normative USA AWEA Standard AWEA 9.1 - 2009 AWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard NREL/CP-5002
ines - Part 22: Conformity testing and certification” IEC 61400-23“Wind
turbine generator systems – Part 23: Full-scale structural testing of rotor bladFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
testing and certification” IEC 61400-23“Wind turbine generator systems – Part 23: Full-scale structural testing of rotor blades” Normative USA AWEA Standard AWEA 9.1 - 2009 AWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard NREL/CP-50027062 “Certification Testing for Small Wind Turbines” Leggi e Decreti Legge 244/2007Legge Finanziaria 2008 Legge 99/2009 “Disposizioni per lo svil
r blades” Normative USA AWEA Standard AWEA 9.1 - 2009 AWEA Small Wind
Turbine Performance and Safety Standard NREL/CP-50027062 “Certification TestinFederazione Italiana per l'uso Razionale dell'Energia (FIRE)
............................................14 2.2 Norme territoriali ed urbanistiche ...................................................................................15 2.2.1 Distanza delle turbine dal perimetro dell’area urbana ................................................15 2.2.2 Distanza dalle strade provinciali o nazionali ..........................................................
.................................................15 2.2.1 Distanza delle
turbine dal perimetro dell’area urbana .........................................Regione Puglia - Assessorato all’Ambiente
lare attenzione si pone invece su alcuni aspetti ambientali correlati a possibili impatti negativi che hanno luogo su scala locale, tra cui: - occupazione del territorio (la sistemazione delle turbine spesso richiede ampi spazi); - impatto visivo sul paesaggio; - perdita di valore turistico ricreativo; - rumore generato; - eventuali interferenze elettromagnetiche; - effetti su flora e fauna
ala locale, tra cui: - occupazione del territorio (la sistemazione delle
turbine spesso richiede ampi spazi); - impatto visivo sul paesaggio; - perdita dRegione Puglia - Assessorato all’Ambiente
de dalla topografia locale, dal rumore di fondo esistente, nonché dalla taglia del progetto da realizzare. Anche se studi hanno dimostrato che a poche centinaia di metri il rumore emesso dalle turbine eoliche è sostanzialmente poco distinguibile dal rumore di fondo e che all’aumentare del vento si incrementa anche il rumore di fondo, mascherando così quello emesso dalle macchine, risulta co
i hanno dimostrato che a poche centinaia di metri il rumore emesso dalle
turbine eoliche è sostanzialmente poco distinguibile dal rumore di fondo e che aRegione Puglia - Assessorato all’Ambiente
a un fenomeno ventoso, intorno e sopra un’area con una definita conformazione orografica, si instaura a regime un campo di flusso ben definito. La presenza di un impianto di un certo numero di turbine eoliche di medie e grandi dimensioni modifica notevolmente il campo di flusso presente, instaurando campi di sovrapressioni, deviazioni delle linee di flusso e scie turbolente vorticose. Tale
di flusso ben definito. La presenza di un impianto di un certo numero di
turbine eoliche di medie e grandi dimensioni modifica notevolmente il campo di fRegione Puglia - Assessorato all’Ambiente
esente, instaurando campi di sovrapressioni, deviazioni delle linee di flusso e scie turbolente vorticose. Tale turbolenza diventa molto complessa quando nell’area in oggetto sono presenti più turbine schierate seconda una determinata geometria. Il proponente dovrà quindi affrontare il problema della perturbazione del flusso attraverso una descrizione quantitativa adottando modelli di calco
za diventa molto complessa quando nell’area in oggetto sono presenti più
turbine schierate seconda una determinata geometria. Il proponente dovrà quindi Regione Puglia - Assessorato all’Ambiente
da consentire un corretto inquadramento dell’intervento (comprensivo di aerogeneratori, strade di servizio e collegamento alla RTN). 2.2 Norme territoriali ed urbanistiche 2.2.1 Distanza delle turbine dal perimetro dell’area urbana Ogni turbina eolica dovrà distare almeno 15 volte il diametro dell’elica dal confine dell’area edificabile del centro urbano così come definita dal P.d.F. o dal
o alla RTN). 2.2 Norme territoriali ed urbanistiche 2.2.1 Distanza delle
turbine dal perimetro dell’area urbana Ogni turbina eolica dovrà distare almeno Regione Puglia - Assessorato all’Ambiente
nuova installazione deve essere interrato; - le linee interrate dovranno essere ad una profondità minima di 1 m, protette, accessibili nei punti di giunzione ed opportunamente segnalate; - le turbine di potenza superiore a 1 MW devono essere dotate di trasformatore all’interno della torre; - il valore del campo elettromagnetico dovuto alle linee elettriche da realizzare e/o potenziare, non
te, accessibili nei punti di giunzione ed opportunamente segnalate; - le
turbine di potenza superiore a 1 MW devono essere dotate di trasformatore all’inRegione Puglia - Assessorato all’Ambiente
cartografica di eventuali Siti Natura 2000 limitrofi, Aree Protette istituite o in itinere, interessate interamente o parzialmente dal progetto. - Georeferenziazione della localizzazione delle turbine . - Archivio fotografico che illustri le caratteristiche del Sito Natura 2000, con particolare riferimento alle zone interessate direttamente o indirettamente dall’opera. - Analisi sulle singol
rzialmente dal progetto. - Georeferenziazione della localizzazione delle
turbine. - Archivio fotografico che illustri le caratteristiche del Sito Natura Regione Puglia - Assessorato all’Ambiente
ento ..........................5 1.2 Il vento come risorsa energetica ..............6 1.3 Principio di funzionamento di un aerogeneratore .......................................10 1.4 Tipi di turbine eoliche .............................11 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale.....
un aerogeneratore .......................................10 1.4 Tipi di
turbine eoliche .............................11 1.4.1 Turbine ad asse verticaleABB SACE
rsa energetica ..............6 1.3 Principio di funzionamento di un aerogeneratore .......................................10 1.4 Tipi di turbine eoliche .............................11 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale..........................13 1.5 Caratteristiche degli aerog
...10 1.4 Tipi di turbine eoliche .............................11 1.4.1
Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticalABB SACE
mento di un aerogeneratore .......................................10 1.4 Tipi di turbine eoliche .............................11 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale..........................13 1.5 Caratteristiche degli aerogeneratori.......14 1.6 Tipologia degli impianti eolici..
.......11 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2
Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3 Turbine ad asse orizzonABB SACE
..........10 1.4 Tipi di turbine eoliche .............................11 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale..........................13 1.5 Caratteristiche degli aerogeneratori.......14 1.6 Tipologia degli impianti eolici.................16 1.6.1 Impianti collegati alla rete di d
s.....11 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus......12 1.4.3
Turbine ad asse orizzontale..........................13 1.5 Caratteristiche deglABB SACE
................29 2.8 Sistemi di controllo e di protezione/ sezionamento........................................29 2.9 Dispositivi ausiliari ................................29 3 Teoria delle turbine eoliche...............................30 3.1 Potenza della vena fluida .......................30 3.2 Teoria unidimensionale e legge di Betz..31 3.2.1 Coefficiente di potenza Cp...............
Dispositivi ausiliari ................................29 3 Teoria delle
turbine eoliche...............................30 3.1 Potenza della vena fluida .ABB SACE
mi di regolazione...........44 5.1 Modello meccanico della turbina ...........44 5.2 Controllo della coppia aerodinamica......44 5.3 Strategie di controllo ..............................45 5.4 Turbine a velocità di rotazione fissa .......46 5.4.1 Regolazione passiva dello stallo ..................46 5.4.2 Regolazione passiva dello stallo a due velocità.......................................
......44 5.3 Strategie di controllo ..............................45 5.4
Turbine a velocità di rotazione fissa .......46 5.4.1 Regolazione passiva dello ABB SACE
allo ..................46 5.4.2 Regolazione passiva dello stallo a due velocità...............................................47 5.4.3 Regolazione dell’angolo di Pitch ..................47 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile ..................................................47 5.5.1 Regolazione passiva dello stallo ..................47 5.5.2 Regolazione dell’angolo di Pitch ...
......47 5.4.3 Regolazione dell’angolo di Pitch ..................47 5.5
Turbine a velocità di rotazione variabile .....................................ABB SACE
variabile ..................................................47 5.5.1 Regolazione passiva dello stallo ..................47 5.5.2 Regolazione dell’angolo di Pitch ..................48 5.5.3 Turbine a velocità limitatamente variabile.....49 6 Sistemi di generazione.........50 6.1 Aerogeneratori a velocità fissa...............50 6.2 Aerogeneratori a velocità variabile .........51 6.2.1 Gen
..47 5.5.2 Regolazione dell’angolo di Pitch ..................48 5.5.3
Turbine a velocità limitatamente variabile.....49 6 Sistemi di generazione......ABB SACE
nverter.................76 9 L’energia eolica nei sistemi elettrici di potenza ....................78 9.1 Centrali eoliche.......................................78 9.2 Effetti sulla rete delle turbine eoliche .....79 9.2.1 Variazione della frequenza............................80 9.2.2 Variazione della tensione..............................80 9.3 Qualità della potenza ......................
he.......................................78 9.2 Effetti sulla rete delle
turbine eoliche .....79 9.2.1 Variazione della frequenza.......................ABB SACE
termine..................84 9.4.1 Effetti a breve termine ..................................84 9.4.2 Effetti a lungo termine ..................................85 9.5 Requisiti dinamici delle turbine eoliche ......85 10Offerta ABB per applicazioni eoliche....................................................87 10.1 Electrical drivetrain - Velocità fissa - Circuito di potenza................
ermine ..................................85 9.5 Requisiti dinamici delle
turbine eoliche ......85 10Offerta ABB per applicazioni eoliche.................ABB SACE
pianti di terra...........................127 C.1 Dimensionamento..........................................127 C.2 Esempio pratico ............................................127 Appendice D – Turbine a resistenza vs turbine a portanza .............................................................. 128 Introduzione L’energia eolica ha sempre fornito la forza propulsiva alle navi a vela ed è
io pratico ............................................127 Appendice D –
Turbine a resistenza vs turbine a portanza .....................................ABB SACE
..................127 C.1 Dimensionamento..........................................127 C.2 Esempio pratico ............................................127 Appendice D – Turbine a resistenza vs turbine a portanza .............................................................. 128 Introduzione L’energia eolica ha sempre fornito la forza propulsiva alle navi a vela ed è stata usata per azionare
...............................127 Appendice D – Turbine a resistenza vs
turbine a portanza .............................................................ABB SACE
uibile nelle zone temperate, dove si trova la maggior parte delle nazioni industrialmente sviluppate. Durante l’ultimo decennio del 20° secolo sono stati costruiti e testati diversi modelli di turbine eoliche: con rotori ad asse verticale e orizzontale, con numero variabile di pale, con il rotore posizionato sopravento o sottovento alla torre, ecc. La turbina ad asse orizzontale con rotore
ecennio del 20° secolo sono stati costruiti e testati diversi modelli di
turbine eoliche: con rotori ad asse verticale e orizzontale, con numero variabilABB SACE
eterminate grandezze. Nella seconda parte, dopo l’illustrazione delle tecniche di protezione dalle sovracorrenti, dai guasti a terra e dalle sovratensioni, vengono analizzati gli effetti delle turbine eoliche sulla rete elettrica a cui sono allacciate. Infine nella terza parte sono illustrate le soluzioni che ABB mette a disposizione per applicazioni eoliche. A compendio del Quaderno Tecnic
asti a terra e dalle sovratensioni, vengono analizzati gli effetti delle
turbine eoliche sulla rete elettrica a cui sono allacciate. Infine nella terza pABB SACE
isura dell’energia e si fornisce un cenno sul dimensionamento di massima dell’impianto di terra in un aerogeneratore collegato alla rete MT. Nell’ultima appendice invece vengono confrontate le turbine a resistenza ed a portanza. 1 Generalità sugli impianti eolici 1.1 Fisica e natura del vento La Terra cede in continuazione all’atmosfera il calore ricevuto dal Sole, ma non in modo uniforme.
legato alla rete MT. Nell’ultima appendice invece vengono confrontate le
turbine a resistenza ed a portanza. 1 Generalità sugli impianti eolici 1.1 FisicABB SACE
erse: siti distanti tra loro pochi chilometri possono essere soggetti a condizioni di vento nettamente differenti e rivestire un interesse sostanzialmente diverso ai fini dell’installazione di turbine eoliche. La forza del vento cambia su una scala di giorni, di ore o minuti, a seconda delle condizioni meteorologiche. Inoltre la direzione e l’intensità del vento fluttuano rapidamente intorn
stire un interesse sostanzialmente diverso ai fini dell’installazione di
turbine eoliche. La forza del vento cambia su una scala di giorni, di ore o minuABB SACE
rapidamente intorno al valore medio: si tratta della turbolenza, che costituisce una caratteristica importante del vento, poiché determina fluttuazioni della forza esercitata sulle pale delle turbine , aumentandone così l’usura e riducendone la vita media. Su un terreno complesso il livello di turbolenza può variare tra il 15% e il 20%, mentre in mare aperto questo valore può essere compres
o, poiché determina fluttuazioni della forza esercitata sulle pale delle
turbine, aumentandone così l’usura e riducendone la vita media. Su un terreno coABB SACE
considerata come una variazione di domanda per i generatori convenzionali. In alcuni paesi si stanno prendendo in considerazione impianti eolici di grandi dimensioni, prevalentemente gruppi di turbine in alto mare. Tali parchi eolici avranno una potenza di diverse centinaia di MW, equivalente a quella di impianti convenzionali, e dovranno quindi poter prevedere la loro produzione energetica
erazione impianti eolici di grandi dimensioni, prevalentemente gruppi di
turbine in alto mare. Tali parchi eolici avranno una potenza di diverse centinaiABB SACE
si, dove gli impianti eolici risultano visibili anche da grande distanza, con un impatto paesaggistico non sempre tollerabile. È possibile ridurre gli effetti visivi legati alla presenza delle turbine mediante soluzioni costruttive quali ad esempio l’impiego di colori neutri per favorire l’integrazione nel paesaggio. Essendo poi il terreno effettivamente occupato dagli aerogeneratori una mi
abile. È possibile ridurre gli effetti visivi legati alla presenza delle
turbine mediante soluzioni costruttive quali ad esempio l’impiego di colori neutABB SACE
ssendo poi il terreno effettivamente occupato dagli aerogeneratori una minima parte del territorio di un parco eolico, poiché la restante parte è richiesta solo per esigenze di distanza tra le turbine per evitare l’interferenza aerodinamica, è possibile continuare ad utilizzare il territorio anche per altri scopi, quali l’agricoltura o la pastorizia. Anche il rumore prodotto dalle turbine e
oiché la restante parte è richiesta solo per esigenze di distanza tra le
turbine per evitare l’interferenza aerodinamica, è possibile continuare ad utiliABB SACE
e turbine per evitare l’interferenza aerodinamica, è possibile continuare ad utilizzare il territorio anche per altri scopi, quali l’agricoltura o la pastorizia. Anche il rumore prodotto dalle turbine eoliche va considerato con attenzione: tale rumore è generato dai componenti elettromeccanici e soprattutto dai fenomeni aerodinamici che hanno luogo con la rotazione delle pale e che dipendon
opi, quali l’agricoltura o la pastorizia. Anche il rumore prodotto dalle
turbine eoliche va considerato con attenzione: tale rumore è generato dai componABB SACE
ai generatori eolici, ma in realtà, in zone ventose ed a qualche centinaia di metri di distanza dai generatori stessi, il rumore di fondo causato dal vento è paragonabile a quello creato dalle turbine ; il secondo è che a breve distanza dagli aerogeneratori, il rumore che si percepisce ha un’intensità prossima a quello cui si è sottoposti in situazioni ordinarie vissute quotidianamente, cosi
l rumore di fondo causato dal vento è paragonabile a quello creato dalle
turbine; il secondo è che a breve distanza dagli aerogeneratori, il rumore che sABB SACE
ferire con i campi elettromagnetici delle telecomunicazioni. Tali interferenze possono essere tuttavia evitate soprattutto mediante il ricorso a materiali non metallici nella costruzione delle turbine . Per quanto riguarda gli effetti dell’installazione ed esercizio di un aerogeneratore sulla flora circostante, non risulta di fatto alcun effetto misurabile dalle esperienze maturate in Paesi
to mediante il ricorso a materiali non metallici nella costruzione delle
turbine. Per quanto riguarda gli effetti dell’installazione ed esercizio di un aABB SACE
esperienze maturate in Paesi con elevata diffusione dell’eolico. Mentre per la fauna, sono soprattutto gli uccelli ed i pipistrelli che potrebbero subire gli effetti dovuti alla presenza delle turbine a causa del rischio di collisione con le pale. Tuttavia alcuni dati riferiti alle centrali eoliche negli Stati Uniti e in Spagna hanno evidenziato danni agli uccelli contenuti (da 1 a 6 collis
pipistrelli che potrebbero subire gli effetti dovuti alla presenza delle
turbine a causa del rischio di collisione con le pale. Tuttavia alcuni dati rifeABB SACE
e centrali eoliche negli Stati Uniti e in Spagna hanno evidenziato danni agli uccelli contenuti (da 1 a 6 collisioni per MW installato). Inoltre uno studio condotto in Spagna su un migliaio di turbine eoliche, ha evidenziato una sorta di “evoluzione adattativa” degli uccelli stessi con le condizioni ambientali, con una riduzione del numero di esemplari feriti. 1.3 Principio di funzionament
MW installato). Inoltre uno studio condotto in Spagna su un migliaio di
turbine eoliche, ha evidenziato una sorta di “evoluzione adattativa” degli uccelABB SACE
etica posseduta dal vento in energia elettrica senza l’utilizzo di alcun combustibile e passando attraverso lo stadio di conversione in energia meccanica di rotazione effettuato dalle pale. Le turbine possono essere a “portanza” o a “resistenza” in funzione di quale sia la forza generata dal vento e sfruttata come “forza motrice”. Per capire il principio di funzionamento di un aerogenerator
conversione in energia meccanica di rotazione effettuato dalle pale. Le
turbine possono essere a “portanza” o a “resistenza” in funzione di quale sia laABB SACE
o a “resistenza” in funzione di quale sia la forza generata dal vento e sfruttata come “forza motrice”. Per capire il principio di funzionamento di un aerogeneratore facciamo riferimento alle turbine attualmente più diffuse, ossia quelle a “portanza”; in esse, rispetto a quelle a “resistenza”, il vento scorre su entrambe le facce della pala, che presentano profili geometrici differenti, cr
rincipio di funzionamento di un aerogeneratore facciamo riferimento alle
turbine attualmente più diffuse, ossia quelle a “portanza”; in esse, rispetto a ABB SACE
pale sono vincolate a terra, determina la rotazione attorno all’asse mozzo. Contemporaneamente si genera una forza di resistenza che si oppone al moto ed è perpendicolare alla portanza. Nelle turbine correttamente progettate, il rapporto portanza-resistenza è elevato nel campo del normale funzionamento. Un aerogeneratore richiede una velocità minima del vento (cut-in) di 3-5 m/s ed eroga l
esistenza che si oppone al moto ed è perpendicolare alla portanza. Nelle
turbine correttamente progettate, il rapporto portanza-resistenza è elevato nel ABB SACE
a da poche centinaia di W ad alcuni MW, venendo incontro alle esigenze sia delle singole abitazioni, sia dell’uso industriale o dell’immissione in rete (tramite centrali eoliche). 1.4 Tipi di turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine
riale o dell’immissione in rete (tramite centrali eoliche). 1.4 Tipi di
turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnoloABB SACE
a di W ad alcuni MW, venendo incontro alle esigenze sia delle singole abitazioni, sia dell’uso industriale o dell’immissione in rete (tramite centrali eoliche). 1.4 Tipi di turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale
ione in rete (tramite centrali eoliche). 1.4 Tipi di turbine eoliche Le
turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in ABB SACE
e o dell’immissione in rete (tramite centrali eoliche). 1.4 Tipi di turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbin
uddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: •
turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad aABB SACE
). 1.4 Tipi di turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine ); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine
acro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind
Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine)ABB SACE
turbine eoliche Le turbine eoliche possono essere suddivise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savoni
• turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); •
turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta ABB SACE
ise in base alla tecnologia costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine ). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Da
Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind
Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attABB SACE
a costruttiva in due macro-famiglie: • turbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le
asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le
turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddivABB SACE
urbine ad asse verticale - VAWT (Vertical Axis Wind Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% del
ind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle
turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; ABB SACE
Turbine); • turbine ad asse orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in:
ituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: •
turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride DarABB SACE
orizzontale – HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind);
tualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; •
turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbiABB SACE
Axis Wind Turbine). A loro volta le turbine VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downw
o in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; •
turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 9ABB SACE
VAWT, che costituiscono l’1% delle turbine attualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, cir
rbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le
turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distABB SACE
tualmente in uso, si suddividono in: • turbine di tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale m
arrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle
turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind);ABB SACE
tipo Savonius; • turbine di tipo Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale mentre l’1% a due pale. 1.4.1 Turbine ad asse vertica
uiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: •
turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine aABB SACE
po Darrieus; • turbine ibride Darrieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale mentre l’1% a due pale. 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius È il modello di
lmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); •
turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% dABB SACE
ieus-Savonius. Mentre le turbine HAWT, che costituiscono il 99% delle turbine attualmente in uso, si distinguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale mentre l’1% a due pale. 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius È il modello di turbina più semplice e si compone di
turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle
turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale mentABB SACE
nguono in: • turbine sopravento (upwind); • turbine sottovento (downwind). Delle turbine ad asse orizzontale, circa il 99% di quelle installate è a tre pale mentre l’1% a due pale. 1.4.1 Turbine ad asse verticale - tipo Savonius È il modello di turbina più semplice e si compone di due (o quattro) lamiere verticali, senza profilo alare e curvate a semicirconferenza (figura 1.8). È anch
a il 99% di quelle installate è a tre pale mentre l’1% a due pale. 1.4.1
Turbine ad asse verticale - tipo Savonius È il modello di turbina più semplice eABB SACE
una struttura robusta per resistere a venti estremi (data l’elevata superficie delle pale esposta); • adatta solo per applicazioni di piccola potenza; • poco rumorosa. La distinzione tra turbine “lente” e “veloci” è effettuata in base al valore della velocità tangenziale periferica all’estremità delle pale. 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus Sono turbine ad asse verticale
applicazioni di piccola potenza; • poco rumorosa. La distinzione tra
turbine “lente” e “veloci” è effettuata in base al valore della velocità tangenzABB SACE
zioni di piccola potenza; • poco rumorosa. La distinzione tra turbine “lente” e “veloci” è effettuata in base al valore della velocità tangenziale periferica all’estremità delle pale. 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus Sono turbine ad asse verticale ed “a portanza” poiché le superfici disposte al vento possiedono un profilo alare in grado di generare una distribuzione di pre
re della velocità tangenziale periferica all’estremità delle pale. 1.4.2
Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus Sono turbine ad asse verticale ed “a pABB SACE
a distinzione tra turbine “lente” e “veloci” è effettuata in base al valore della velocità tangenziale periferica all’estremità delle pale. 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus Sono turbine ad asse verticale ed “a portanza” poiché le superfici disposte al vento possiedono un profilo alare in grado di generare una distribuzione di pressione lungo la pala e quindi una coppia dispon
tremità delle pale. 1.4.2 Turbine ad asse verticale - tipo Darrieus Sono
turbine ad asse verticale ed “a portanza” poiché le superfici disposte al vento ABB SACE
lungo la pala e quindi una coppia disponibile all’asse di rotazione (figura 1.9). Figura 1.9 - Turbina tipo Darrieus Rispetto alla turbina “a resistenza” Savonius, quella Darrieus (e tutte le turbine “a portanza”) offrono delle efficienze maggiori perché riducono le perdite per attrito. Tuttavia la turbina Darrieus non è in grado di avviarsi autonomamente in quanto, indipendentemente dalla
spetto alla turbina “a resistenza” Savonius, quella Darrieus (e tutte le
turbine “a portanza”) offrono delle efficienze maggiori perché riducono le perdiABB SACE
: tale tipo di turbina necessita pertanto di un dispositivo ausiliario; nella turbina ibrida Darrieus-Savonius la coppia d’avviamento è offerta dalla turbina Savonius coassiale ed interna alla turbine Darrieus (figura 1.10). Figura 1.10 - Turbina ibrida Darrieus-Savonius Le principali caratteristiche della turbina Darrieus sono: • turbina “veloce”; • efficienza ridotta rispetto alla t
d’avviamento è offerta dalla turbina Savonius coassiale ed interna alla
turbine Darrieus (figura 1.10). Figura 1.10 - Turbina ibrida Darrieus-Savonius LABB SACE
e Darrieus (figura 1.10). Figura 1.10 - Turbina ibrida Darrieus-Savonius Le principali caratteristiche della turbina Darrieus sono: • turbina “veloce”; • efficienza ridotta rispetto alla turbine ad asse orizzontale, anche perché gran parte della superficie delle pale ruota in prossimità dell’asse ad una velocità bassa; • adattabilità alla variazione di direzione del vento; • eff
rieus sono: • turbina “veloce”; • efficienza ridotta rispetto alla
turbine ad asse orizzontale, anche perché gran parte della superficie delle paleABB SACE
posizionati a livello del suolo; • elevate fluttuazioni della coppia meccanica motrice. La più grande turbina eolica ad asse verticale è installata in Canada con una potenza di 4.2MW 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale Le turbine ad asse orizzontale sopravento, così chiamate perché il vento incontra prima il rotore rispetto alla torre, hanno un’efficienza maggiore rispetto a quelle sottov
ad asse verticale è installata in Canada con una potenza di 4.2MW 1.4.3
Turbine ad asse orizzontale Le turbine ad asse orizzontale sopravento, così chiaABB SACE
; • elevate fluttuazioni della coppia meccanica motrice. La più grande turbina eolica ad asse verticale è installata in Canada con una potenza di 4.2MW 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale Le turbine ad asse orizzontale sopravento, così chiamate perché il vento incontra prima il rotore rispetto alla torre, hanno un’efficienza maggiore rispetto a quelle sottovento, poiché non vi sono interf
in Canada con una potenza di 4.2MW 1.4.3 Turbine ad asse orizzontale Le
turbine ad asse orizzontale sopravento, così chiamate perché il vento incontra pABB SACE
con la torre. Per contro presentano lo svantaggio di non essere auto allineanti rispetto alla direzione del vento e necessitano quindi di una pinna direzionale o di un sistema d’imbardata. Le turbine ad asse orizzontale sottovento risentono degli effetti negativi dell’interazione torre-rotore, ma sono intrinsecamente autoallineanti ed hanno la possibilità di utilizzare un rotore flessibile
essitano quindi di una pinna direzionale o di un sistema d’imbardata. Le
turbine ad asse orizzontale sottovento risentono degli effetti negativi dell’intABB SACE
due pale (figura 1.13), a singola pala munita di contrappeso (figura 1.14), attualmente in disuso e multipala, quest’ultima utilizzata soprattutto nel microeolico (figura 1.15). Figura 1.12 - Turbine a tre pale Orientamento libero tramite palette di coda nella turbine eoliche piccole o orientamento attivo elettricamente a seguito di un segnale dal “segnavento” nelle turbine di potenza p
tima utilizzata soprattutto nel microeolico (figura 1.15). Figura 1.12 -
Turbine a tre pale Orientamento libero tramite palette di coda nella turbine ABB SACE
14), attualmente in disuso e multipala, quest’ultima utilizzata soprattutto nel microeolico (figura 1.15). Figura 1.12 - Turbine a tre pale Orientamento libero tramite palette di coda nella turbine eoliche piccole o orientamento attivo elettricamente a seguito di un segnale dal “segnavento” nelle turbine di potenza più elevata. Figura 1.13 - Turbina a due pale Figura 1.14 - Turbine a sin
Turbine a tre pale Orientamento libero tramite palette di coda nella
turbine eoliche piccole o orientamento attivo elettricamente a seguito di un segABB SACE
igura 1.12 - Turbine a tre pale Orientamento libero tramite palette di coda nella turbine eoliche piccole o orientamento attivo elettricamente a seguito di un segnale dal “segnavento” nelle turbine di potenza più elevata. Figura 1.13 - Turbina a due pale Figura 1.14 - Turbine a singola pala munite di contrappeso Figura 1.15 - Turbina multipala Poiché la velocità di rotazione diminuisce a
nto attivo elettricamente a seguito di un segnale dal “segnavento” nelle
turbine di potenza più elevata. Figura 1.13 - Turbina a due pale Figura 1.14 - TABB SACE
nella turbine eoliche piccole o orientamento attivo elettricamente a seguito di un segnale dal “segnavento” nelle turbine di potenza più elevata. Figura 1.13 - Turbina a due pale Figura 1.14 - Turbine a singola pala munite di contrappeso Figura 1.15 - Turbina multipala Poiché la velocità di rotazione diminuisce al crescere del numero di pale (mentre la coppia aumenta), i rotori a due pale d
e di potenza più elevata. Figura 1.13 - Turbina a due pale Figura 1.14 -
Turbine a singola pala munite di contrappeso Figura 1.15 - Turbina multipala PoiABB SACE
e la turbina rimane installata per 20 anni, la raffica estrema che si considera è quella che si ripresenta in media ogni 50 anni. La tabella 1.2 (CEI EN 61400-1) riproduce le diverse classi di turbine eoliche in funzione della velocità Vref che è la velocità del vento di riferimento media su 10 minuti10. Tabella 1.2 - Parametri della velocità del vento per le classi di turbine eoliche Clas
50 anni. La tabella 1.2 (CEI EN 61400-1) riproduce le diverse classi di
turbine eoliche in funzione della velocità Vref che è la velocità del vento di rABB SACE
rse classi di turbine eoliche in funzione della velocità Vref che è la velocità del vento di riferimento media su 10 minuti10. Tabella 1.2 - Parametri della velocità del vento per le classi di turbine eoliche Classe di aerogeneratori I II III Dove: • Vref è la velocità del vento di riferimento media su 10 min; • A indica la categoria con caratteristiche di turbolenza superiori; •
uti10. Tabella 1.2 - Parametri della velocità del vento per le classi di
turbine eoliche Classe di aerogeneratori I II III Dove: • Vref è la velocitàABB SACE
nte munito di tre pale, con diametro fra 40 e 55m ed un’altezza del mozzo dal terreno di circa 50m. Negli ultimi tempi, in Italia come nell’Europa settentrionale, si è cominciato ad installare turbine con potenze da 1.5 a 3 MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri fra 70 e 90m ed un’altezza del mozzo di circa 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le turbi
in Italia come nell’Europa settentrionale, si è cominciato ad installare
turbine con potenze da 1.5 a 3 MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri frABB SACE
rbine con potenze da 1.5 a 3 MW, con rotore sempre a tre pale, con diametri fra 70 e 90m ed un’altezza del mozzo di circa 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le turbine ad asse verticale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieghi isolati o connessi alla rete ma per alimentazione di utenze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esisto
a 100m. Gli aerogeneratori di piccola taglia comprendono invece anche le
turbine ad asse verticale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieABB SACE
cale, con unità da poche decine di W a qualche kW per impieghi isolati o connessi alla rete ma per alimentazione di utenze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esistono invece già turbine da 5-6 MW, con rotori di diametro fra 120 e 130m, tipicamente impiegati negli impianti off-shore. La potenza massima della singola turbina attualmente in commercio è di 8 MW, ma sono in proget
ze domestiche. Come aerogeneratori di grossa taglia, esistono invece già
turbine da 5-6 MW, con rotori di diametro fra 120 e 130m, tipicamente impiegati ABB SACE
5-6 MW, con rotori di diametro fra 120 e 130m, tipicamente impiegati negli impianti off-shore. La potenza massima della singola turbina attualmente in commercio è di 8 MW, ma sono in progetto turbine da 10 MW con diametri del rotore da 160m. L’interesse per gli impianti off-shore è dato dal fatto che consentono di sfruttare venti di intensità maggiore e regolare e con un minor impatto visi
singola turbina attualmente in commercio è di 8 MW, ma sono in progetto
turbine da 10 MW con diametri del rotore da 160m. L’interesse per gli impianti oABB SACE
la potenza nominale della turbina(kW). Il quoziente rappresenta il numero equivalente di ore/anno di produzione alla potenza nominale. Con le tecnologie disponibili per l’installazione delle turbine eoliche fissate sul fondo marino, possono essere sfruttate aree off-shore con acque profonde fino a 30-40m. Per profondità superiori si ricorre agli aerogeneratori galleggianti in fase di sper
tenza nominale. Con le tecnologie disponibili per l’installazione delle
turbine eoliche fissate sul fondo marino, possono essere sfruttate aree off-shorABB SACE
alora la turbina eolica non sia in grado di sopperire al fabbisogno energetico dell’impianto utilizzatore in situazioni di velocità del vento ridotta. I parchi eolici sono invece gruppi di più turbine eoliche interconnesse funzionanti come una centrale di produzione di energia elettrica connessa alla rete. Le turbine devono in questo caso essere posizionate sul terreno a debita distanza l’u
di velocità del vento ridotta. I parchi eolici sono invece gruppi di più
turbine eoliche interconnesse funzionanti come una centrale di produzione di eneABB SACE
i di velocità del vento ridotta. I parchi eolici sono invece gruppi di più turbine eoliche interconnesse funzionanti come una centrale di produzione di energia elettrica connessa alla rete. Le turbine devono in questo caso essere posizionate sul terreno a debita distanza l’una dall’altra, al fine di evitare l’interferenza aerodinamica, che avrebbe due principali conseguenze: la prima correl
e una centrale di produzione di energia elettrica connessa alla rete. Le
turbine devono in questo caso essere posizionate sul terreno a debita distanza lABB SACE
rbina; l’interspaziatura ottima si aggira tra 8-12 volte il diametro del rotore lungo la direzione del vento e tra 2-4 volte il diametro del rotore trasversalmente alla direzione del vento. Le turbine dei parchi eolici possono essere posizionate sia sulla terra ferma (on-shore - figura 1.16) che in mare aperto (off-shore - figura 1.17). Nelle installazioni off-shore, i costi sono più elevat
olte il diametro del rotore trasversalmente alla direzione del vento. Le
turbine dei parchi eolici possono essere posizionate sia sulla terra ferma (on-sABB SACE
stallazione, di connessione alla rete a terra e di monitoraggio da remoto. La tecnologia impiegata attualmente per gli impianti off-shore è simile a quella degli impianti on-shore, tuttavia le turbine eoliche in mare aperto devono essere progettate tenendo conto anche delle seguenti problematiche: • le onde causano usura e carico aggiuntivi sulla struttura che possono essere superiori a
mpianti off-shore è simile a quella degli impianti on-shore, tuttavia le
turbine eoliche in mare aperto devono essere progettate tenendo conto anche dellABB SACE
fondo è incrementato dalla lunghezza aggiuntiva della torre sommersa. Le strutture di supporto per gli aerogeneratori off-shore possono essere di diversi tipi (figura 1.18). In acque basse le turbine possono essere vincolate a piastre di cemento posizionate sul fondo. Se la profondità non supera i 20m, la struttura è un tubo d’acciaio conficcato nel fondale fino ad una profondità idonea a
ff-shore possono essere di diversi tipi (figura 1.18). In acque basse le
turbine possono essere vincolate a piastre di cemento posizionate sul fondo. Se ABB SACE
delle strutture a treppiedi, realizzate con elementi saldati insieme ed ancorate al fondale con pali ad ogni angolo o con delle ancore a ventosa a seconda delle caratteristiche del fondale. Le turbine eoliche off-shore devono essere molto affidabili per limitare il più possibile le operazioni di manutenzione: si giustifica pertanto la ridondanza per alcuni componenti e si adotta di routine
n delle ancore a ventosa a seconda delle caratteristiche del fondale. Le
turbine eoliche off-shore devono essere molto affidabili per limitare il più posABB SACE
le operazioni di manutenzione: si giustifica pertanto la ridondanza per alcuni componenti e si adotta di routine il monitoraggio da remoto tramite sensori posti nelle parti più critiche. Tali turbine sono inoltre progettate per resistere all’ambiente marino; difatti le strutture sottomarine sono protette contro la corrosione mediante protezione catodica, mentre le parti in aria sono vernic
itoraggio da remoto tramite sensori posti nelle parti più critiche. Tali
turbine sono inoltre progettate per resistere all’ambiente marino; difatti le stABB SACE
n aggiunta alla fonte tradizionale e risultando piuttosto economica nel caso di connessione a reti decentrate di potenza dell’ordine dei MW. Un sistema eolico-diesel è usualmente costituito da turbine di taglia medio-piccola associate ad un sistema di accumulo e connesse ad una rete in bassa o media tensione, impiegando il generatore diesel per garantire la continuità della fornitura dell’e
dell’ordine dei MW. Un sistema eolico-diesel è usualmente costituito da
turbine di taglia medio-piccola associate ad un sistema di accumulo e connesse aABB SACE
te in bassa o media tensione, impiegando il generatore diesel per garantire la continuità della fornitura dell’energia elettrica. Il costo per kWh è maggiore che nelle installazione con grandi turbine , ma quasi sempre inferiore rispetto alla produzione con soli motori diesel, dipendendo in quest’ultimo caso anche dai costi di approvvigionamento del combustibile. 1.7 Costi dell’energia eolic
lettrica. Il costo per kWh è maggiore che nelle installazione con grandi
turbine, ma quasi sempre inferiore rispetto alla produzione con soli motori diesABB SACE
dalla figura 1.21, queste 4 nazioni rappresentano il 74% degli oltre 73000 MW di potenza eolica installata nell’UE. Gli impianti eolici installati in Italia a fine 2009 sono 294 con oltre 4200 turbine eoliche. La potenza complessiva è di quasi 5000 MW13, con una produzione energetica nello stesso anno di oltre 6000 GWh14 e con un numero di ore equivalenti di utilizzazione del parco eolico c
impianti eolici installati in Italia a fine 2009 sono 294 con oltre 4200
turbine eoliche. La potenza complessiva è di quasi 5000 MW13, con una produzioneABB SACE
le non sono ancora disponibili tecnologie di sfruttamento commercialmente utilizzabili (impianti eolici galleggianti). Per gli impianti on-shore le stime sono state fatte facendo riferimento a turbine di potenza 600-850kW (ossia con altezza al mozzo di 50m). Con l’aumento delle potenze degli aerogeneratori, che negli impianti terrestri ha raggiunto potenze di 3 MW (con altezze al mozzo di 7
er gli impianti on-shore le stime sono state fatte facendo riferimento a
turbine di potenza 600-850kW (ossia con altezza al mozzo di 50m). Con l’aumento ABB SACE
ente lo sfruttamento del vento da qualsiasi direzione esso soffi. Presenta il vantaggio di concentrare la maggior parte del peso della turbina alla base piuttosto che a livello del mozzo delle turbine ad asse orizzontale. Inoltre le pale non risentono della continua sollecitazione a fatica dovuta alla rotazione e quindi possono essere costruite in forma più snella in comparazione ad una tur
del peso della turbina alla base piuttosto che a livello del mozzo delle
turbine ad asse orizzontale. Inoltre le pale non risentono della continua sollecABB SACE
l mozzo rigido deve possedere una robustezza tale da sopportare i carichi dinamici trasmessi dalle pale e dovuti alle operazioni d’imbardata. Il mozzo oscillante è utilizzato in quasi tutte le turbine a due pale ed è invece progettato per ridurre i carichi aerodinamici sbilanciati trasmessi all’albero tipici dei rotori bipala, consentendo al rotore di oscillare di alcuni gradi rispetto alla
erazioni d’imbardata. Il mozzo oscillante è utilizzato in quasi tutte le
turbine a due pale ed è invece progettato per ridurre i carichi aerodinamici sbiABB SACE
a, consentendo al rotore di oscillare di alcuni gradi rispetto alla direzione perpendicolare all’asse di rotazione dell’albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a turbine con angolo di Pitch fisso1 , ma può anche essere utilizzato su turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione di Pitch è più complessa poiché i relativi meccani
albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a
turbine con angolo di Pitch fisso1 , ma può anche essere utilizzato su turbine aABB SACE
ezione perpendicolare all’asse di rotazione dell’albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a turbine con angolo di Pitch fisso1 , ma può anche essere utilizzato su turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione di Pitch è più complessa poiché i relativi meccanismi e quadri elettrici di manovra/protezione si trovano sulla parte mob
a turbine con angolo di Pitch fisso1 , ma può anche essere utilizzato su
turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione dABB SACE
ncipale. Infine il mozzo per pale incernierate è, per certi versi, una via di mezzo tra i primi due modelli ed è di fatto un mozzo rigido con vincoli a cerniera per le pale ed utilizzato dalle turbine sottovento per ridurre i carichi eccessivi durante i forti venti. 2.2 Moltiplicatore di giri Spesso viene posto sull’albero di trasmissione un moltiplicatore di giri ad uno o più stadi tra il
o un mozzo rigido con vincoli a cerniera per le pale ed utilizzato dalle
turbine sottovento per ridurre i carichi eccessivi durante i forti venti. 2.2 MoABB SACE
ibile in energia elettrica. Il moltiplicatore di giri ha lo scopo di incrementare la velocità di rotazione del rotore per adattarla ai valori richiesti dai generatori convenzionali (in alcune turbine il rapporto del moltiplicatore può superare 1: 100). Il moltiplicatore di giri è formato da una o più coppie di ingranaggi di tipo epicicloidale o ad assi paralleli ad uno o più stadi (figura
r adattarla ai valori richiesti dai generatori convenzionali (in alcune
turbine il rapporto del moltiplicatore può superare 1: 100). Il moltiplicatore dABB SACE
e di angolo di Pitch di una pala eolica si veda il capitolo seguente. In alcuni casi il moltiplicatore di giri ingloba anche i cuscinetti di supporto dell’albero di trasmissione, specie nelle turbine in cui l’albero di trasmissione sia di lunghezza limitata. 2.3 Freni Quasi tutte le turbine montano dei freni meccanici lungo l’albero di trasmissione, in aggiunta al freno aerodinamico. In mo
anche i cuscinetti di supporto dell’albero di trasmissione, specie nelle
turbine in cui l’albero di trasmissione sia di lunghezza limitata. 2.3 Freni QuaABB SACE
tiplicatore di giri ingloba anche i cuscinetti di supporto dell’albero di trasmissione, specie nelle turbine in cui l’albero di trasmissione sia di lunghezza limitata. 2.3 Freni Quasi tutte le turbine montano dei freni meccanici lungo l’albero di trasmissione, in aggiunta al freno aerodinamico. In molti casi i freni meccanici sono in grado di arrestare il rotore in condizioni meteorologiche
bero di trasmissione sia di lunghezza limitata. 2.3 Freni Quasi tutte le
turbine montano dei freni meccanici lungo l’albero di trasmissione, in aggiunta ABB SACE
e da sensori collegati sul tetto della navicella. In genere il rotore viene posizionato secondo la direzione media del vento, calcolati sui 10min dal sistema di controllo della turbina. Per le turbine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’imbardata, poiché la turbina si auto-orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turb
ento, calcolati sui 10min dal sistema di controllo della turbina. Per le
turbine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’iABB SACE
bine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’imbardata, poiché la turbina si auto-orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sostegno deve essere adeguatamente dimensionata an
intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le
turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (turbine mABB SACE
mi d’imbardata, poiché la turbina si auto-orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento ( turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sostegno deve essere adeguatamente dimensionata anche per resistere ai carichi torsionali risultanti dall’uso di sistemi
e turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (
turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sABB SACE
gno deve essere adeguatamente dimensionata anche per resistere ai carichi torsionali risultanti dall’uso di sistemi d’imbardata. 2.7 Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Torre a traliccio Torre tubolare Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzat
bardata. 2.7 Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le
turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. TorreABB SACE
’imbardata. 2.7 Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Torre a traliccio Torre tubolare Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano dive
• a traliccio; • tubolari. Torre a traliccio Torre tubolare Le prime
turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizABB SACE
• a traliccio; • tubolari. Torre a traliccio Torre tubolare Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano diversi vantaggi rispetto a quelle a traliccio: in particolare le torri tubolari non necessitano di numerose connessioni tr
aliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le
turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano divABB SACE
e devono poi essere controllate periodicamente; forniscono un’area protetta per l’accesso alla turbina e la salita sulla navicella più sicura ed agevole tramite scala interna o ascensore nelle turbine più grandi; inoltre sono esteticamente più piacevoli rispetto ai tralicci. Esiste un terzo tipo di torre, la torre a tiranti (figura 2.9) ma è poco utilizzata per gli impianti in media-grossa
navicella più sicura ed agevole tramite scala interna o ascensore nelle
turbine più grandi; inoltre sono esteticamente più piacevoli rispetto ai traliccABB SACE
la navicella. Le diverse sezioni sono collegate e vincolate tra loro da flange imbullonate. Tali tipi di torri creano una notevole scia sottovento ed è per questo che nella maggior parte delle turbine il rotore è posto sopravento. Inoltre sono strutture molto visibili e pertanto non devono mostrare segni di corrosione per diversi anni: a tal fine deve essere scelto un rivestimento adeguato.
a notevole scia sottovento ed è per questo che nella maggior parte delle
turbine il rotore è posto sopravento. Inoltre sono strutture molto visibili e peABB SACE
rammata in un PLC. In particolare i sistemi di protezione/sezionamento disconnettono la turbina dalla rete in caso di malfunzionamento e consentono quindi il corretto funzionamento delle altre turbine eoliche in una centrale eolica. 2.9 Dispositivi ausiliari I principali dispositivi ausiliari montati all’interno della navicella comprendono un dispositivo idraulico per lubrificare il moltipl
lfunzionamento e consentono quindi il corretto funzionamento delle altre
turbine eoliche in una centrale eolica. 2.9 Dispositivi ausiliari I principali dABB SACE
o installati anemometri e banderuole per il controllo della turbina, luci di segnalazione per gli aerei ed un’eventuale piattaforma di supporto per la discesa da elicottero (per l’accesso alle turbine off-shore). Per migliorare l’affidabilità dell’aerogeneratore vengono impiegati diversi sensori che monitorano lo stato dei vari componenti e segnalano eventuali malfunzionamenti che necessita
piattaforma di supporto per la discesa da elicottero (per l’accesso alle
turbine off-shore). Per migliorare l’affidabilità dell’aerogeneratore vengono imABB SACE
gnalano eventuali malfunzionamenti che necessitano di operazioni di manutenzione. Ciò è particolarmente critico per gli impianti eolici in mare, ai quali non è facile accedere. 3 Teoria delle turbine eoliche 3.1 Potenza della vena fluida La produzione di potenza elettrica tramite turbine eoliche dipende dall’interazione tra le pale del rotore eolico ed il vento, trasformando dapprima l’ene
impianti eolici in mare, ai quali non è facile accedere. 3 Teoria delle
turbine eoliche 3.1 Potenza della vena fluida La produzione di potenza elettricaABB SACE
articolarmente critico per gli impianti eolici in mare, ai quali non è facile accedere. 3 Teoria delle turbine eoliche 3.1 Potenza della vena fluida La produzione di potenza elettrica tramite turbine eoliche dipende dall’interazione tra le pale del rotore eolico ed il vento, trasformando dapprima l’energia cinetica posseduta dal vento in energia meccanica di rotazione e poi convertendo que
3.1 Potenza della vena fluida La produzione di potenza elettrica tramite
turbine eoliche dipende dall’interazione tra le pale del rotore eolico ed il venABB SACE
ndo la lunghezza delle pale aumenta l’area del disco da esse “disegnato” in rotazione; • dal cubo della velocità in ingresso del vento, il che giustifica l’interesse all’installazione delle turbine eoliche in siti molto ventosi; • dalla velocità del vento in uscita v2 attraverso il fattore d’interferenza a. In particolare, esiste un valore ottimale della velocità d’uscita v2 , in cor
ngresso del vento, il che giustifica l’interesse all’installazione delle
turbine eoliche in siti molto ventosi; • dalla velocità del vento in uscita vABB SACE
he decrementano il massimo coefficiente di potenza raggiungibile: • rotazione della scia dietro al rotore; • numero finito di pale; • resistenza aerodinamica non nulla. Con le moderne turbine tuttavia si riesce comunque a raggiungere un valore di Cp≅0.5 non lontano dal limite teorico di Betz. Poiché la potenza estratta da una turbina eolica in funzione del coefficiente di potenza C
o finito di pale; • resistenza aerodinamica non nulla. Con le moderne
turbine tuttavia si riesce comunque a raggiungere un valore di Cp≅0.5 non lontanABB SACE
rogeneratore da 50kW ha un diametro di circa 15m, mentre uno da 5MW raggiunge diametri da 120m, come si può vedere nella figura 3.6 che raffigura la crescita delle dimensioni commerciali delle turbine dagli anni ottanta alle turbine degli ultimi anni. Solitamente il Cp dichiarato dai costruttori non esprime solo la frazione di potenza che il vento trasmette al rotore, ma include anche i ren
figura 3.6 che raffigura la crescita delle dimensioni commerciali delle
turbine dagli anni ottanta alle turbine degli ultimi anni. Solitamente il Cp dicABB SACE
tro di circa 15m, mentre uno da 5MW raggiunge diametri da 120m, come si può vedere nella figura 3.6 che raffigura la crescita delle dimensioni commerciali delle turbine dagli anni ottanta alle turbine degli ultimi anni. Solitamente il Cp dichiarato dai costruttori non esprime solo la frazione di potenza che il vento trasmette al rotore, ma include anche i rendimenti di tutte le conversioni
scita delle dimensioni commerciali delle turbine dagli anni ottanta alle
turbine degli ultimi anni. Solitamente il Cp dichiarato dai costruttori non esprABB SACE
tenza che il vento trasmette al rotore, ma include anche i rendimenti di tutte le conversioni energetiche (compresi gli autoconsumi dei servizi ausiliari) come indicato in figura 3.7. Per le turbine di tipo Darrieus la determinazione delle dimensioni del rotore è più complessa poiché implica la soluzione di integrali ellittici. Comunque, approssimando la forma delle pale ad una parabola,
autoconsumi dei servizi ausiliari) come indicato in figura 3.7. Per le
turbine di tipo Darrieus la determinazione delle dimensioni del rotore è più comABB SACE
tare della temperatura del sito d’installazione, la densità diminuisce di circa il 3% ogni 10°C; • “effetto scia” – si manifesta nei parchi eolici per interferenza aerodinamica tra le varie turbine ; • ghiacciamento e sporcamento delle pale – riducono l’efficienza aerodinamica delle pale. 5 La densità dell’aria varia in funzione della pressione e della temperature secondo la legge dei
i manifesta nei parchi eolici per interferenza aerodinamica tra le varie
turbine; • ghiacciamento e sporcamento delle pale – riducono l’efficienza aerABB SACE
a vento olandese Turbina Darrieus Turbina a tre pale Turbina a due pale Turbina a singola pala Coefficiente di potenza ideale (numero infinito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “ turbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbine lente”, le turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del vento di 7m/s, sono riportati i
ideale (numero infinito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “
turbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbiABB SACE
rbina Darrieus Turbina a tre pale Turbina a due pale Turbina a singola pala Coefficiente di potenza ideale (numero infinito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “turbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbine lente”, le turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del vento di 7m/s, sono riportati i valori di velocità
nito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “turbine veloci”, le
turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbine lente”, le turbinABB SACE
urbina a singola pala Coefficiente di potenza ideale (numero infinito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “turbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “ turbine lente”, le turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del vento di 7m/s, sono riportati i valori di velocità tangenziale periferica e angolare (calcolati con la [3.
rbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “
turbine lente”, le turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con unaABB SACE
la Coefficiente di potenza ideale (numero infinito di pale...) CP Turbina ideale Vengono definite “turbine veloci”, le turbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbine lente”, le turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del vento di 7m/s, sono riportati i valori di velocità tangenziale periferica e angolare (calcolati con la [3.33]) per diversi ti
urbine con un elevato valore ottimale di TSR, mentre “turbine lente”, le
turbine con un TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del ventoABB SACE
n TSR ottimale basso. Nella tabella 3.1, con una velocità del vento di 7m/s, sono riportati i valori di velocità tangenziale periferica e angolare (calcolati con la [3.33]) per diversi tipi di turbine , valori determinati mediante i relativi TSR ottimali riportati in figura 3.13. Come si può notare dai valori in tabella 3.1, le turbine ad asse orizzontale sono turbine veloci, poiché hanno un
iale periferica e angolare (calcolati con la [3.33]) per diversi tipi di
turbine, valori determinati mediante i relativi TSR ottimali riportati in figuraABB SACE
e angolare (calcolati con la [3.33]) per diversi tipi di turbine, valori determinati mediante i relativi TSR ottimali riportati in figura 3.13. Come si può notare dai valori in tabella 3.1, le turbine ad asse orizzontale sono turbine veloci, poiché hanno un’elevata velocità tangenziale periferica, pur avendo una velocità angolare ridotta dato il raggio del rotore tipicamente molto maggiore
portati in figura 3.13. Come si può notare dai valori in tabella 3.1, le
turbine ad asse orizzontale sono turbine veloci, poiché hanno un’elevata velocitABB SACE
3]) per diversi tipi di turbine, valori determinati mediante i relativi TSR ottimali riportati in figura 3.13. Come si può notare dai valori in tabella 3.1, le turbine ad asse orizzontale sono turbine veloci, poiché hanno un’elevata velocità tangenziale periferica, pur avendo una velocità angolare ridotta dato il raggio del rotore tipicamente molto maggiore di quello delle turbine ad asse v
uò notare dai valori in tabella 3.1, le turbine ad asse orizzontale sono
turbine veloci, poiché hanno un’elevata velocità tangenziale periferica, pur aveABB SACE
tale sono turbine veloci, poiché hanno un’elevata velocità tangenziale periferica, pur avendo una velocità angolare ridotta dato il raggio del rotore tipicamente molto maggiore di quello delle turbine ad asse verticale. Tabella 3.1 Tipo di turbina TSR ottimale λ Velocità tangenziale Vt [m/s] Raggio rotore R [m] Velocità angolare Ω [giri/min] VAWT Savonius 1 7 1 67 VAWT Darrieus 5 35 1.5 223
tta dato il raggio del rotore tipicamente molto maggiore di quello delle
turbine ad asse verticale. Tabella 3.1 Tipo di turbina TSR ottimale λ Velocità tABB SACE
ione la frequenza di velocità del vento per una data quota rispetto al suolo, tipicamente quella rilevata dalle torri anemometriche. Tuttavia, poiché spesso l’altezza effettiva del mozzo delle turbine che verranno installate differisce da quella a cui operano gli anemometri, è importante la determinazione delle caratteristiche di ventosità al variare dell’altezza dal terreno. L’attrito tra
emometriche. Tuttavia, poiché spesso l’altezza effettiva del mozzo delle
turbine che verranno installate differisce da quella a cui operano gli anemometrABB SACE
ppie sperimentali (v1 , z1 ) o (v0 , z0 ). Si può così costruire il nuovo istogramma di figura 4.3 in cui in ascissa ci sono le diverse velocità del vento effettive all’altezza del mozzo delle turbine che verranno installate. Figura 4.7 - Velocità al mozzo Torre anemometrica Si sfrutta la proprietà dei logaritmi che attraverso apposita formula consente il cambio di base: 4.3 Stima della p
sono le diverse velocità del vento effettive all’altezza del mozzo delle
turbine che verranno installate. Figura 4.7 - Velocità al mozzo Torre anemometrABB SACE
Weibull di frequenza delle velocità del vento nel sito d’installazione [s/m]. La producibilità energetica complessiva di una centrale eolica è ottenuta sommando la producibilità delle singole turbine installate e moltiplicando il risultato per opportuni coefficienti correttivi al fine di tener in considerazione le possibili interferenze aerodinamiche tra le turbine6 e le perdite nel colle
i una centrale eolica è ottenuta sommando la producibilità delle singole
turbine installate e moltiplicando il risultato per opportuni coefficienti correABB SACE
bina, per produrre l’energia stimata nell’arco dell’anno, funzionasse per un numero di ore fittizie heq alla potenza nominale e fosse ferma nelle restanti (8760 – heq) ore. Per confrontare due turbine in termini di producibilità energetica, non è sufficiente confrontare le ore anno equivalenti, poiché potrebbe verificarsi che una turbina di potenza nominale superiore ad un’altra abbia un nu
inale e fosse ferma nelle restanti (8760 – heq) ore. Per confrontare due
turbine in termini di producibilità energetica, non è sufficiente confrontare leABB SACE
a di potenza nominale superiore ad un’altra abbia un numero inferiore di ore anno equivalenti. Per il confronto occorre quindi far riferimento al criterio di similitudine, secondo il quale due turbine , seppur con potenza nominale differente, sono “simili”, se hanno valori prossimi di “Specific rated output” (rapporto tra lo potenza nominale Pn e l’area del rotore). In particolare due turbi
quindi far riferimento al criterio di similitudine, secondo il quale due
turbine, seppur con potenza nominale differente, sono “simili”, se hanno valori ABB SACE
rbine, seppur con potenza nominale differente, sono “simili”, se hanno valori prossimi di “Specific rated output” (rapporto tra lo potenza nominale Pn e l’area del rotore). In particolare due turbine simili hanno la stessa producibilità energetica in termini di ore anno equivalenti. 5 Tale curva deve essere eventualmente corretta per tener conto della variazione di densità dell’aria dovut
rto tra lo potenza nominale Pn e l’area del rotore). In particolare due
turbine simili hanno la stessa producibilità energetica in termini di ore anno eABB SACE
velocità di rotazione entro limiti accettabili. Coppia aerodinamica Albero Coppia freno meccanico Momento di inerzia del rotore Momento di inerzia del drivetrain Coppia elettromagnatica Nelle turbine progettate per funzionare con velocità di rotazione fissa, la coppia del generatore varia in funzione della coppia aerodinamica e l’unico metodo per controllare la coppia del generatore (e qui
l rotore Momento di inerzia del drivetrain Coppia elettromagnatica Nelle
turbine progettate per funzionare con velocità di rotazione fissa, la coppia delABB SACE
ore varia in funzione della coppia aerodinamica e l’unico metodo per controllare la coppia del generatore (e quindi la potenza in uscita) è agire regolando la coppia aerodinamica stessa. Nelle turbine a velocità di rotazione variabile invece la coppia del generatore può essere variata indipendentemente dalla coppia aerodinamica, pertanto la velocità di rotazione del rotore può essere contro
otenza in uscita) è agire regolando la coppia aerodinamica stessa. Nelle
turbine a velocità di rotazione variabile invece la coppia del generatore può esABB SACE
uperiori l’obiettivo è in particolare la limitazione della potenza prodotta mantenendola prossima al valore nominale. Una tipica strategia di controllo in funzione della velocità del vento per turbine a velocità di rotazione fissa o variabile ed a regolazione passiva dello stallo o attiva dell’angolo di Pitch è illustrata in figura 5.2. Velocità fissa Regolazione dello stallo Regolazione di
a tipica strategia di controllo in funzione della velocità del vento per
turbine a velocità di rotazione fissa o variabile ed a regolazione passiva delloABB SACE
lla coppia del generatore per mantenere potenza erogata a Pnom Controllo della coppia del generatore per mantenere potenza erogata a Pnom Come verrà meglio descritto nei paragrafi seguenti, le turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo solitamente non hanno possibilità di controllo attivo, se non utilizzando freni meccanici sull’albero principale oppure connettendo e sco
za erogata a Pnom Come verrà meglio descritto nei paragrafi seguenti, le
turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo solitamente non hABB SACE
siva dello stallo solitamente non hanno possibilità di controllo attivo, se non utilizzando freni meccanici sull’albero principale oppure connettendo e sconnettendo il generatore alla rete. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la variazione attiva di tale angolo per l’avviamento e per il controllo della potenza prodotta al di sopra della velocità del
principale oppure connettendo e sconnettendo il generatore alla rete. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la varABB SACE
d a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la variazione attiva di tale angolo per l’avviamento e per il controllo della potenza prodotta al di sopra della velocità del vento nominale. Le turbine a velocità variabile utilizzano tipicamente il controllo dell’angolo di Pitch, se disponibile, al di sopra della velocità del vento nominale per limitare la velocità di rotazione delle pale, m
della potenza prodotta al di sopra della velocità del vento nominale. Le
turbine a velocità variabile utilizzano tipicamente il controllo dell’angolo di ABB SACE
ntrollo della coppia del generatore su tutto il range di funzionamento dell’aerogeneratore. Anche la modalità d’avviamento della turbina eolica dipende dai sistemi di controllo disponibili. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo non possono fare affidamento all’aerodinamica per accelerare il rotore, pertanto l’avviamento è effettuato connettendo il generatore ad i
to della turbina eolica dipende dai sistemi di controllo disponibili. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo non possono fare ABB SACE
to all’aerodinamica per accelerare il rotore, pertanto l’avviamento è effettuato connettendo il generatore ad induzione alla rete avviandolo come motore fino alla velocità di funzionamento. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch variano attivamente l’angolo per avere una coppia aerodinamica che accelera il rotore fino alla velocità di funzionamento nominale e quin
alla rete avviandolo come motore fino alla velocità di funzionamento. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch variano attivamenABB SACE
ch variano attivamente l’angolo per avere una coppia aerodinamica che accelera il rotore fino alla velocità di funzionamento nominale e quindi il generatore viene connesso alla rete. Mentre le turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 5.4 Turbine a velocità d
ento nominale e quindi il generatore viene connesso alla rete. Mentre le
turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelABB SACE
e. Mentre le turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 5.4 Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò significa che indipendentemente dal regime di velocità del
il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 5.4
Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eolicABB SACE
lità di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 5.4 Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò significa che indipendentemente dal regime di velocità del vento incidente, il rotore ruota praticamente a velocità fissa det
. 5.4 Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le
turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò signiABB SACE
e a velocità fissa determinata dalla frequenza della rete, dal rapporto del moltiplicatori di giri e dal numero di poli del generatore elettrico. Come si vedrà meglio nel capitolo seguente, le turbine a velocità fissa sono equipaggiate con un motore ad induzione (usualmente a gabbia di scoiattolo) direttamente connesso alla rete, con un soft-starter per ridurre la corrente di avviamento ed
del generatore elettrico. Come si vedrà meglio nel capitolo seguente, le
turbine a velocità fissa sono equipaggiate con un motore ad induzione (usualmentABB SACE
scoiattolo) direttamente connesso alla rete, con un soft-starter per ridurre la corrente di avviamento ed un banco di condensatori per la compensazione della potenza reattiva. Questi tipi di turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza ad una determinata velocità del vento. Tuttavia, allo scopo di incrementare la potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzio
ndensatori per la compensazione della potenza reattiva. Questi tipi di
turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza ad una determinataABB SACE
ate per raggiungere la massima efficienza ad una determinata velocità del vento. Tuttavia, allo scopo di incrementare la potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzione di alcune turbine a velocità fissa hanno due avvolgimenti statorici, di cui uno con un numero di poli più elevato per operare a bassi regimi ventosi, mentre l’altro con un numero di poli inferiore al primo per
potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzione di alcune
turbine a velocità fissa hanno due avvolgimenti statorici, di cui uno con un numABB SACE
mità della pala all’aumentare della velocità del vento, fornendo un meccanismo automatico passivo di regolazione della potenza. Questo tipo di regolazione era ampiamente utilizzata nelle prime turbine eoliche commercializzate dotate di generatori asincroni generalmente con tre pale ad angolo di Pitch fisso, mozzo rigido e progettate per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In q
otenza. Questo tipo di regolazione era ampiamente utilizzata nelle prime
turbine eoliche commercializzate dotate di generatori asincroni generalmente conABB SACE
rcializzate dotate di generatori asincroni generalmente con tre pale ad angolo di Pitch fisso, mozzo rigido e progettate per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In questi tipi di turbine , quando i freni meccanici vengono rilasciati, il rotore si porta in rotazione alla velocità di funzionamento e poi il generatore asincrono è connesso alla rete, oppure il rotore viene avviato
per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In questi tipi di
turbine, quando i freni meccanici vengono rilasciati, il rotore si porta in rotaABB SACE
, instabilità, difficoltà nella previsione sia dell’entrata in stallo, sia del ritorno al flusso laminare. 5.4.2 Regolazione passiva dello stallo a due 5 Sistemi di regolazione velocità Alcune turbine erano dotate di generatori asincroni a due velocità con i quali era possibile regolare parzialmente l’entrata in stallo, mitigando l’effetto della variazione di velocità del vento. Questo sist
ione passiva dello stallo a due 5 Sistemi di regolazione velocità Alcune
turbine erano dotate di generatori asincroni a due velocità con i quali era possABB SACE
l’affidabilità complessiva del sistema. Il rumore aerodinamico generato da un aerogeneratore è approssimativamente proporzionale alla quinta potenza della velocità periferica delle pale. 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la mass
porzionale alla quinta potenza della velocità periferica delle pale. 5.5
Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocitABB SACE
o generato da un aerogeneratore è approssimativamente proporzionale alla quinta potenza della velocità periferica delle pale. 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità
pale. 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le
turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installABB SACE
le alla quinta potenza della velocità periferica delle pale. 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità del vento. Difatti, con il funzionamento a velocità variabile è p
anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di
turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima effiABB SACE
lla velocità periferica delle pale. 5.5 Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità del vento. Difatti, con il funzionamento a velocità variabile è possibile adattare continu
à variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali
turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su unABB SACE
aggio di avere maggiori perdite di potenza per la presenza del convertitore e maggiori costi dei macchinari elettrici compreso il convertitore stesso. 5.5.1 Regolazione passiva dello stallo Le turbine a velocità variabile con regolazione passiva dello stallo sono state oggetto di ricerca in Europa e negli Stati Uniti, ma non hanno avuto uno sviluppo commerciale ed una diffusione. Sono turbi
mpreso il convertitore stesso. 5.5.1 Regolazione passiva dello stallo Le
turbine a velocità variabile con regolazione passiva dello stallo sono state oggABB SACE
rbine a velocità variabile con regolazione passiva dello stallo sono state oggetto di ricerca in Europa e negli Stati Uniti, ma non hanno avuto uno sviluppo commerciale ed una diffusione. Sono turbine controllate mediante l’elettronica di potenza che regola la coppia elettromagnetica del generatore. Utilizzando la coppia del generatore per regolare la velocità del rotore, la turbina può fun
iti, ma non hanno avuto uno sviluppo commerciale ed una diffusione. Sono
turbine controllate mediante l’elettronica di potenza che regola la coppia elettABB SACE
bilità di controllare il funzionamento della turbina: attraverso il controllo della coppia del generatore e mediante la variazione dell’angolo di Pitch. Per velocità del vento moderate, queste turbine funzionano usualmente a Pitch costante con velocità variabile del rotore, attraverso il controllo della coppia, per mantenere il TSR al valore ottimale. All’aumentare della velocità del vento,
variazione dell’angolo di Pitch. Per velocità del vento moderate, queste
turbine funzionano usualmente a Pitch costante con velocità variabile del rotoreABB SACE
dell’angolo di Pitch può essere a risposta più lenta e smorzata di quello utilizzato nei sistemi a velocità fissa. In figura 5.4 è rappresentato lo schema logico di controllo di questi tipi di turbine . Si può notare come la velocità istantanea del rotore viene confrontata sia con la velocità nominale, sia con la curva velocità-potenza del generatore al Cpmax. Se la velocità istantanea è mag
gura 5.4 è rappresentato lo schema logico di controllo di questi tipi di
turbine. Si può notare come la velocità istantanea del rotore viene confrontata ABB SACE
a Convertitore Meccanismo di Pitch Controllo di Pitch Nella tabella 5.1 sono messe a confronto le principali caratteristiche dei sistemi di controllo dell’angolo di Pitch e dello stallo. 5.5.3 Turbine a velocità limitatamente variabile Un approccio per sfruttare, seppur in modo limitato, i vantaggi dei sistemi a velocità variabile senza tutti i relativi costi è l’utilizzo dei generatori ad
iche dei sistemi di controllo dell’angolo di Pitch e dello stallo. 5.5.3
Turbine a velocità limitatamente variabile Un approccio per sfruttare, seppur inABB SACE
canica estratta dal vento in energia elettrica, macchine elettriche ad induzione (note anche come macchine asincrone) usualmente utilizzate come motori in molte applicazioni industriali. Nelle turbine eoliche invece tali macchine elettriche vengono impiegate come generatori soprattutto per la loro semplicità costruttiva e robustezza, per la relativa economicità e per la semplicità di connes
ualmente utilizzate come motori in molte applicazioni industriali. Nelle
turbine eoliche invece tali macchine elettriche vengono impiegate come generatorABB SACE
imo metodo di avviamento la turbina deve essere chiaramente auto-avviante, quindi usualmente deve essere presente il controllo dell’angolo di Pitch. Mentre il secondo metodo è utilizzato nelle turbine a controllo passivo di stallo. In questo caso il sistema di controllo monitorizza la velocità del vento e stabilisce il range di velocità entro cui avviare l’aerogeneratore. Raggiunta la veloc
trollo dell’angolo di Pitch. Mentre il secondo metodo è utilizzato nelle
turbine a controllo passivo di stallo. In questo caso il sistema di controllo moABB SACE
re al convertitore è effettuata tramite anelli rotanti e relative spazzole. 6.2.3 Generatore asincrono e convertitore Un generatore asincrono a gabbia di scoiattolo può essere utilizzato nelle turbine eoliche a velocità variabile mediante l’interposizione di un convertitore elettronico tra il generatore e la rete. Tale convertitore disaccoppia e svincola la frequenza del campo magnetico rot
generatore asincrono a gabbia di scoiattolo può essere utilizzato nelle
turbine eoliche a velocità variabile mediante l’interposizione di un convertitorABB SACE
barre di rame smorzatrici che avviano l’alternatore come una macchina ad induzione ed durante il funzionamento smorzano le oscillazioni dinamiche della macchina. Nelle applicazioni eoliche, le turbine con generatore sincrono sono normalmente avviate dal vento stesso e un sistema di controllo di velocità è impiegato per la procedura di sincronizzazione. Spesso nelle turbine eoliche vengono i
le oscillazioni dinamiche della macchina. Nelle applicazioni eoliche, le
turbine con generatore sincrono sono normalmente avviate dal vento stesso e un sABB SACE
zioni eoliche, le turbine con generatore sincrono sono normalmente avviate dal vento stesso e un sistema di controllo di velocità è impiegato per la procedura di sincronizzazione. Spesso nelle turbine eoliche vengono impiegati alternatori a magneti permanenti, in cui il rotore è sprovvisto dell’avvolgimento di eccitazione ed il campo magnetico di induzione viene generato direttamente dai ma
velocità è impiegato per la procedura di sincronizzazione. Spesso nelle
turbine eoliche vengono impiegati alternatori a magneti permanenti, in cui il roABB SACE
elettroniche di potenza lato generatore e lato rete, comanda anche i due interruttori interposti tra convertitore e generatore e tra convertitore e rete. I diversi progettisti e costruttori di turbine eoliche hanno differenti approcci e criteri di progettazione e priorità. La selezione dei componenti può pertanto variare. Alcuni importanti criteri di progettazione di cui tenere conto sono:
ratore e tra convertitore e rete. I diversi progettisti e costruttori di
turbine eoliche hanno differenti approcci e criteri di progettazione e priorità.ABB SACE
mini sono discendenti dalla nube al suolo. Tuttavia il campo elettrico indotto si intensifica in presenza di superfici a punta quali ad esempio le montagne o in strutture elevate quali torri o turbine eoliche. In tal caso il campo elettrico può diventare di intensità tale da innescare una scarica ascendente. 8.2 Protezione delle pale Le pale sono la parte più esposta dell’intera struttura e
punta quali ad esempio le montagne o in strutture elevate quali torri o
turbine eoliche. In tal caso il campo elettrico può diventare di intensità tale ABB SACE
isiede nella schermatura dal campo elettromagnetico indotto dei possibili elementi conduttori costituenti il corpo della pala (es. fibre di carbonio). 8.3 Protezione mozzo/ogiva Il mozzo delle turbine di grossa taglia è di fatto un blocco d’acciaio cavo di forma pressoché sferica del diametro di 2-3 m, perciò lo spessore stesso del materiale assicura che il mozzo sia di per sé immune alle f
pala (es. fibre di carbonio). 8.3 Protezione mozzo/ogiva Il mozzo delle
turbine di grossa taglia è di fatto un blocco d’acciaio cavo di forma pressoché ABB SACE
un fulmine colpisca direttamente l'ogiva, un’adeguata protezione deve essere considerata ed eventualmente realizzata con una struttura metallica collegata al mozzo. Ciò a maggior ragione nelle turbine in cui vi sono sistemi di controllo elettro-meccanici ed attuatori (es. sistemi di regolazione angolo di Pitch) collocati tra il mozzo e lo spinner. 8.4 Protezione supporti e sistemi idraulici
una struttura metallica collegata al mozzo. Ciò a maggior ragione nelle
turbine in cui vi sono sistemi di controllo elettro-meccanici ed attuatori (es. ABB SACE
ia roccioso (quindi con resistività elevata) è raccomandato l’utilizzo di almeno due dispersori ad anello che possono essere integrati con picchetti conficcati nella roccia. Nel caso invece di turbine eoliche off-shore, poiché la resistività dell’acqua salata è considerevolmente inferiore a quella di molti tipi di terreno, non sono in genere necessari dispersori ad anello, ma sono sufficien
sere integrati con picchetti conficcati nella roccia. Nel caso invece di
turbine eoliche off-shore, poiché la resistività dell’acqua salata è considerevoABB SACE
lica Controllo di Supporto del Pitch rotore Trasformatore bt/MT generatore sincrono 9 L'energia eolica nei sistemi elettrici di potenza 9.1 Centrali eoliche Come esposto nel primo capitolo, le turbine eoliche possono operare come impianti di produzione allacciati alle reti elettriche di potenza, a sistemi elettrici isolati o anche singolarmente per l’alimentazione di un carico specifico. In
rici di potenza 9.1 Centrali eoliche Come esposto nel primo capitolo, le
turbine eoliche possono operare come impianti di produzione allacciati alle retiABB SACE
rete in termini di power-quality e, se la frazione dell’energia eolica immessa nel sistema elettrico diventa non trascurabile, gli effetti si possono manifestare su tutta la rete elettrica. Le turbine eoliche possono essere installate in unità singole o raggruppate in centrali eoliche, note anche come “wind power plants”. Nella scelta del sito d’installazione usualmente l’obiettivo principa
abile, gli effetti si possono manifestare su tutta la rete elettrica. Le
turbine eoliche possono essere installate in unità singole o raggruppate in centABB SACE
’inquinamento acustico e l’impatto visivo-ambientale. Una volta scelto il sito d’installazione, l’esatta collocazione ed orientamento del singolo aerogeneratore o la disposizione delle diverse turbine eoliche nelle centrali eoliche è solitamente effettuato mediante programmi di simulazione al computer al fine di massimizzare l’estrazione di energia dal vento, tenendo sempre in considerazion
orientamento del singolo aerogeneratore o la disposizione delle diverse
turbine eoliche nelle centrali eoliche è solitamente effettuato mediante programABB SACE
logica del sito installativo. In particolare, nell’installazione degli aerogeneratori nelle centrali eoliche, una delle problematiche tecniche rilevanti è quanto spazio lasciare tra le singole turbine per mantenere entro limiti accettabili la mutua interferenza aerodinamica. Infatti, l’estrazione di energia eolica effettuata dalle turbine poste sopravento determina una riduzione della veloc
problematiche tecniche rilevanti è quanto spazio lasciare tra le singole
turbine per mantenere entro limiti accettabili la mutua interferenza aerodinamicABB SACE
he rilevanti è quanto spazio lasciare tra le singole turbine per mantenere entro limiti accettabili la mutua interferenza aerodinamica. Infatti, l’estrazione di energia eolica effettuata dalle turbine poste sopravento determina una riduzione della velocità del vento disponibile per le turbine sottovento ed un possibile incremento della turbolenza. Ciò ha come conseguenza, non solo la riduzi
a aerodinamica. Infatti, l’estrazione di energia eolica effettuata dalle
turbine poste sopravento determina una riduzione della velocità del vento disponABB SACE
tabili la mutua interferenza aerodinamica. Infatti, l’estrazione di energia eolica effettuata dalle turbine poste sopravento determina una riduzione della velocità del vento disponibile per le turbine sottovento ed un possibile incremento della turbolenza. Ciò ha come conseguenza, non solo la riduzione dell’energia complessiva generata dalla centrale eolica1 , ma anche una fluttuazione marc
ento determina una riduzione della velocità del vento disponibile per le
turbine sottovento ed un possibile incremento della turbolenza. Ciò ha come consABB SACE
rale eolica (figura 9.1), si può notare la differenza con la curva della singola turbina. L’energia eolica complessivamente prodotta è inferiore alla somma dell’energia prodotta dalle singole turbine qualora fossero installate singolarmente. Turbina singola Parco eolico % potenza noinale Velocità del vento [m/s] Quando il vento in ingresso alla centrale eolica raggiunge la velocità di cut-
ente prodotta è inferiore alla somma dell’energia prodotta dalle singole
turbine qualora fossero installate singolarmente. Turbina singola Parco eolico %ABB SACE
llate singolarmente. Turbina singola Parco eolico % potenza noinale Velocità del vento [m/s] Quando il vento in ingresso alla centrale eolica raggiunge la velocità di cut-in, la prima linea di turbine inizia a produrre potenza elettrica. Tale estrazione di energia dal vento riduce la velocità dello stesso in uscita dalla prima linea e pertanto le turbine retrostanti non possono operare. Col
alla centrale eolica raggiunge la velocità di cut-in, la prima linea di
turbine inizia a produrre potenza elettrica. Tale estrazione di energia dal ventABB SACE
elocità di cut-in, la prima linea di turbine inizia a produrre potenza elettrica. Tale estrazione di energia dal vento riduce la velocità dello stesso in uscita dalla prima linea e pertanto le turbine retrostanti non possono operare. Col crescere della velocità del vento in ingresso, aumenta il numero delle linee di turbine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le
iduce la velocità dello stesso in uscita dalla prima linea e pertanto le
turbine retrostanti non possono operare. Col crescere della velocità del vento iABB SACE
la velocità dello stesso in uscita dalla prima linea e pertanto le turbine retrostanti non possono operare. Col crescere della velocità del vento in ingresso, aumenta il numero delle linee di turbine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le turbine della prima linea producono maggior potenza per unità. Inoltre, quando il vento in ingresso raggiunge la velocità pe
e della velocità del vento in ingresso, aumenta il numero delle linee di
turbine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le turbABB SACE
a prima linea e pertanto le turbine retrostanti non possono operare. Col crescere della velocità del vento in ingresso, aumenta il numero delle linee di turbine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le turbine della prima linea producono maggior potenza per unità. Inoltre, quando il vento in ingresso raggiunge la velocità per cui la prima linea di aerogeneratori p
aumenta il numero delle linee di turbine funzionanti fino a che tutte le
turbine producono potenza seppur le turbine della prima linea producono maggior ABB SACE
retrostanti non possono operare. Col crescere della velocità del vento in ingresso, aumenta il numero delle linee di turbine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le turbine della prima linea producono maggior potenza per unità. Inoltre, quando il vento in ingresso raggiunge la velocità per cui la prima linea di aerogeneratori produce la potenza elettrica nominale
bine funzionanti fino a che tutte le turbine producono potenza seppur le
turbine della prima linea producono maggior potenza per unità. Inoltre, quando iABB SACE
er cui la prima linea di aerogeneratori produce la potenza elettrica nominale, le altre linee producono una potenza inferiore; ciò significa che per far produrre la potenza nominale a tutte le turbine , il vento in ingresso dovrebbe avere una velocità tanto maggiore di quella nominale, tanto più è elevato il numero di file di turbine. Perciò, non solo l’energia totale prodotta da una central
riore; ciò significa che per far produrre la potenza nominale a tutte le
turbine, il vento in ingresso dovrebbe avere una velocità tanto maggiore di quelABB SACE
nifica che per far produrre la potenza nominale a tutte le turbine, il vento in ingresso dovrebbe avere una velocità tanto maggiore di quella nominale, tanto più è elevato il numero di file di turbine . Perciò, non solo l’energia totale prodotta da una centrale eolica è inferiore alla somma della produzione energetica delle singole turbine installate isolatamente, ma anche la curva di potenz
to maggiore di quella nominale, tanto più è elevato il numero di file di
turbine. Perciò, non solo l’energia totale prodotta da una centrale eolica è infABB SACE
a nominale, tanto più è elevato il numero di file di turbine. Perciò, non solo l’energia totale prodotta da una centrale eolica è inferiore alla somma della produzione energetica delle singole turbine installate isolatamente, ma anche la curva di potenza complessiva di una centrale eolica in funzione della velocità del vento ha un andamento differente rispetto a quello di una turbina presa
eolica è inferiore alla somma della produzione energetica delle singole
turbine installate isolatamente, ma anche la curva di potenza complessiva di unaABB SACE
una turbina presa singolarmente2 . Infine, specie quando l’area del sito d’istallazione è limitata, uno studio preliminare di ottimizzazione deve essere effettuato per determinare il numero di turbine , la loro taglia e lo spazio reciproco al fine di massimizzare la produzione di energia da parte della centrale eolica. 2 Nell’esempio in figura si assume che tutte le turbine funzionino corre
re di ottimizzazione deve essere effettuato per determinare il numero di
turbine, la loro taglia e lo spazio reciproco al fine di massimizzare la produziABB SACE
are il numero di turbine, la loro taglia e lo spazio reciproco al fine di massimizzare la produzione di energia da parte della centrale eolica. 2 Nell’esempio in figura si assume che tutte le turbine funzionino correttamente; laddove alcune turbine fossero fuori servizio per guasto o manutenzione ordinaria, la curva effettiva di potenza della centrale eolica andrebbe spostata verso il bass
della centrale eolica. 2 Nell’esempio in figura si assume che tutte le
turbine funzionino correttamente; laddove alcune turbine fossero fuori servizio ABB SACE
zio reciproco al fine di massimizzare la produzione di energia da parte della centrale eolica. 2 Nell’esempio in figura si assume che tutte le turbine funzionino correttamente; laddove alcune turbine fossero fuori servizio per guasto o manutenzione ordinaria, la curva effettiva di potenza della centrale eolica andrebbe spostata verso il basso. 9.2 Effetti sulla rete delle turbine eoliche S
si assume che tutte le turbine funzionino correttamente; laddove alcune
turbine fossero fuori servizio per guasto o manutenzione ordinaria, la curva effABB SACE
ve alcune turbine fossero fuori servizio per guasto o manutenzione ordinaria, la curva effettiva di potenza della centrale eolica andrebbe spostata verso il basso. 9.2 Effetti sulla rete delle turbine eoliche Spesso nello studio delle turbine eoliche che immettono potenza in rete, si considera idealmente quest’ultima a potenza di cortocircuito infinita che non può quindi essere influenzata
le eolica andrebbe spostata verso il basso. 9.2 Effetti sulla rete delle
turbine eoliche Spesso nello studio delle turbine eoliche che immettono potenza ABB SACE
er guasto o manutenzione ordinaria, la curva effettiva di potenza della centrale eolica andrebbe spostata verso il basso. 9.2 Effetti sulla rete delle turbine eoliche Spesso nello studio delle turbine eoliche che immettono potenza in rete, si considera idealmente quest’ultima a potenza di cortocircuito infinita che non può quindi essere influenzata dalla connessione di carichi o generatori
. 9.2 Effetti sulla rete delle turbine eoliche Spesso nello studio delle
turbine eoliche che immettono potenza in rete, si considera idealmente quest’ultABB SACE
ematicamente e semplificando, una rete di potenza può essere suddivisa in quattro sezioni principali: generazione, trasmissione, distribuzione primaria e distribuzione secondaria (figura 9.2). Turbine eoliche Rete di distribuzione La funzione di generazione è storicamente effettuata da grossi generatori sincroni installati in centrali elettriche di grande potenza alimentate da fonti energet
issione, distribuzione primaria e distribuzione secondaria (figura 9.2).
Turbine eoliche Rete di distribuzione La funzione di generazione è storicamente ABB SACE
gura 9.3, mentre in figura 9.4 è indicato lo schema di connessione alla rete elettrica di un parco eolico off-shore mediante un cavo elettrico in alta tensione in corrente continua. Figura 9.3 Turbine eoliche Linea MT Linea AT Sottostazione Parco eolico Sottostazione offshore Sottostazione onshore 9.2.1 Variazione della frequenza La frequenza di rete è controllata dal flusso di potenza atti
ante un cavo elettrico in alta tensione in corrente continua. Figura 9.3
Turbine eoliche Linea MT Linea AT Sottostazione Parco eolico Sottostazione offshABB SACE
aria della tensione di rete misurata nei 10min: • ±10% della tensione nominale Un durante il 95% della settimana; • per le reti in bassa tensione, tra -15% e +10% di Un . Nel caso delle turbine eoliche la variazione di tensione può essere limitata variando il fattore di potenza. Difatti, una modesta riduzione di quest’ultimo dal valore unitario a 0.98 induttivo fa decrescere la massi
• per le reti in bassa tensione, tra -15% e +10% di Un . Nel caso delle
turbine eoliche la variazione di tensione può essere limitata variando il fattorABB SACE
ima variazione di tensione dell’1.5%. Si trascurano i parametri trasversali come è consuetudine fare nella modellizzazione di linee elettriche corte ed ad a tensione non elevata. Qualora le turbine eoliche fossero a velocità fissa con generatore asincrono, la potenza reattiva sarebbe assorbita e quindi di valore negativo. 9.3 Qualità della potenza L’iniezione di potenza elettrica nella r
one di linee elettriche corte ed ad a tensione non elevata. Qualora le
turbine eoliche fossero a velocità fissa con generatore asincrono, la potenza reABB SACE
restare entro certi limiti per garantire la fornitura di energia elettrica agli utenti, la norma IEC 61400-21 fornisce le procedure per determinare le caratteristiche di “power quality” delle turbine eoliche (figura 9.5). In accordo alla norma precedente i seguenti parametri sono determinanti per la caratterizzazione della qualità della potenza fornita dagli aerogeneratori: • dati di ta
le procedure per determinare le caratteristiche di “power quality” delle
turbine eoliche (figura 9.5). In accordo alla norma precedente i seguenti parameABB SACE
n 10min); • poefficiente di flicker in servizio continuo come funzione dell’angolo dell’impedenza di linea e della velocità media annuale del vento va • numero massimo di manovre sulle turbine in periodo di 10min (N10) e di due ore (N120); • coefficiente di flicker a gradino kf ( ) e coefficiente di variazione della tensione ku ( ) funzioni dell’angolo per specificate operazion
elocità media annuale del vento va • numero massimo di manovre sulle
turbine in periodo di 10min (N10) e di due ore (N120); • coefficiente di flicABB SACE
ovre 9.3.1 Massima potenza consentita È il valor medio della potenza massima che la turbina eolica, dipendentemente dalla sua tecnologia, può fornire per il tempo specificato di 10 min. Per le turbine con un controllo attivo della potenza in uscita (angolo di Pitch, velocità variabile) solitamente si ha Pmc=Pn , mentre per le turbine con un controllo passivo (stallo, velocità fissa) usualme
a sua tecnologia, può fornire per il tempo specificato di 10 min. Per le
turbine con un controllo attivo della potenza in uscita (angolo di Pitch, velociABB SACE
a, può fornire per il tempo specificato di 10 min. Per le turbine con un controllo attivo della potenza in uscita (angolo di Pitch, velocità variabile) solitamente si ha Pmc=Pn , mentre per le turbine con un controllo passivo (stallo, velocità fissa) usualmente si può avere una Pmc maggiore del 20% la potenza nominale Pn . 9.3.2 Massima potenza misurata Le potenze massime misurate sono da t
o di Pitch, velocità variabile) solitamente si ha Pmc=Pn , mentre per le
turbine con un controllo passivo (stallo, velocità fissa) usualmente si può averABB SACE
Pn . 9.3.2 Massima potenza misurata Le potenze massime misurate sono da tenere in considerazione nella scelta dei settaggi dei relè di protezione ed assumono rilevanza nel funzionamento delle turbine eoliche nelle reti isolate. Le turbine a velocità variabile forniscono generalmente P0.2=P60=P600=Pn , mentre le turbine a velocità fissa P0.2 è generalmente maggiore della potenza nominale Pn
ggi dei relè di protezione ed assumono rilevanza nel funzionamento delle
turbine eoliche nelle reti isolate. Le turbine a velocità variabile forniscono gABB SACE
potenze massime misurate sono da tenere in considerazione nella scelta dei settaggi dei relè di protezione ed assumono rilevanza nel funzionamento delle turbine eoliche nelle reti isolate. Le turbine a velocità variabile forniscono generalmente P0.2=P60=P600=Pn , mentre le turbine a velocità fissa P0.2 è generalmente maggiore della potenza nominale Pn . 9.3.3 Potenza reattiva La potenza re
rilevanza nel funzionamento delle turbine eoliche nelle reti isolate. Le
turbine a velocità variabile forniscono generalmente P0.2=P60=P600=Pn , mentre lABB SACE
gi dei relè di protezione ed assumono rilevanza nel funzionamento delle turbine eoliche nelle reti isolate. Le turbine a velocità variabile forniscono generalmente P0.2=P60=P600=Pn , mentre le turbine a velocità fissa P0.2 è generalmente maggiore della potenza nominale Pn . 9.3.3 Potenza reattiva La potenza reattiva di una turbina eolica deve essere specificata come il valore medio nei 10mi
velocità variabile forniscono generalmente P0.2=P60=P600=Pn , mentre le
turbine a velocità fissa P0.2 è generalmente maggiore della potenza nominale Pn ABB SACE
sso direttamente alla rete assorbono potenza reattiva in funzione della potenza generata. La compensazione avviene usualmente mediante l’inserzione graduale di una batteria di condensatori. Le turbine eoliche che impiegano invece convertitori di frequenza sono solitamente in grado di controllare la potenza reattiva azzerandola, oppure assorbendola o erogandola a seconda delle esigenze della
mente mediante l’inserzione graduale di una batteria di condensatori. Le
turbine eoliche che impiegano invece convertitori di frequenza sono solitamente ABB SACE
assorbendola o erogandola a seconda delle esigenze della rete, pur nei limiti imposti dalla taglia del convertitore. 9.3.4 Coefficiente di flicker La fluttuazione della potenza generata dalle turbine eoliche causa una fluttuazione della tensione di rete nel punto di immissione. L’ampiezza delle fluttuazioni di tensione dipende non solo dall’ampiezza delle fluttuazioni di potenza, ma anche
3.4 Coefficiente di flicker La fluttuazione della potenza generata dalle
turbine eoliche causa una fluttuazione della tensione di rete nel punto di immisABB SACE
coefficiente di flicker deve essere fornito per specifici valori dell’angolo dell’impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e della velocità media annuale del vento (6m/s,7.5m/s, 8.5m/s,10m/s). Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker, le turbine a velocità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentre le turbine a veloc
e della velocità media annuale del vento (6m/s,7.5m/s, 8.5m/s,10m/s). Le
turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiABB SACE
(30°, 50°,70°,85°) e della velocità media annuale del vento (6m/s,7.5m/s, 8.5m/s,10m/s). Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker, le turbine a velocità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch hanno un valore più elevato. Nelle turbine a velocità fis
e possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker, le
turbine a velocità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentrABB SACE
/s). Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker, le turbine a velocità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch hanno un valore più elevato. Nelle turbine a velocità fissa il flicker è principalmente causato dalla scia dovuta alla torre. Ogni volta che u
locità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentre le
turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch hanno un valore più elABB SACE
di flicker, le turbine a velocità fissa a controllo di stallo presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch hanno un valore più elevato. Nelle turbine a velocità fissa il flicker è principalmente causato dalla scia dovuta alla torre. Ogni volta che una pala del rotore passa dinnanzi alla torre, si riduce la potenza in uscita dalla turbina. Q
issa a controllo dell’angolo di pitch hanno un valore più elevato. Nelle
turbine a velocità fissa il flicker è principalmente causato dalla scia dovuta aABB SACE
one della tensione. Al contrario, le fluttuazioni di potenza dovute alla variazione della velocità del vento hanno una frequenza inferiore e sono pertanto meno rilevanti a fini del flicker. Le turbine a velocità variabile hanno un coefficiente di flicker più basso perché le fluttuazioni periodiche di potenza dovute alla scia della torre vengono smorzate dall’aerogeneratore stesso. Nelle cen
requenza inferiore e sono pertanto meno rilevanti a fini del flicker. Le
turbine a velocità variabile hanno un coefficiente di flicker più basso perché lABB SACE
engono smorzate dall’aerogeneratore stesso. Nelle centrali eoliche le fluttuazioni periodiche della potenza complessiva generata sono attenuate, poiché le fluttuazioni di potenza delle singole turbine non sono tra loro correlate. Di conseguenza il flicker causato da una centrale di produzione eolica costituita da n turbine dello stesso tipo è volte il flicker causato dalla singola turbina.
generata sono attenuate, poiché le fluttuazioni di potenza delle singole
turbine non sono tra loro correlate. Di conseguenza il flicker causato da una ceABB SACE
rata sono attenuate, poiché le fluttuazioni di potenza delle singole turbine non sono tra loro correlate. Di conseguenza il flicker causato da una centrale di produzione eolica costituita da n turbine dello stesso tipo è volte il flicker causato dalla singola turbina. 9.3.5 Coefficiente di flicker a gradino È un indice del flicker causato in conseguenza di una singola manovra dell’aerogene
il flicker causato da una centrale di produzione eolica costituita da n
turbine dello stesso tipo è volte il flicker causato dalla singola turbina. 9.3ABB SACE
ca su una rete fittizia. Il coefficiente di flicker a gradino deve essere fornito per specifici valori dell’angolo dell’impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre. Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker gradino, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di Pitch presentano un valore medio, mentre
impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre. Le
turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiABB SACE
angolo dell’impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre. Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker gradino, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di Pitch presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.6 Coefficiente di variaz
dono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker gradino, le
turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di Pitch presentano un valore mABB SACE
elocità variabile possiedono solitamente un basso valore del coefficiente di flicker gradino, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di Pitch presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.6 Coefficiente di variazione della tensione È un indice della variazione di tensione causata da una singola manovra dell
a a controllo dell’angolo di Pitch presentano un valore medio, mentre le
turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.ABB SACE
fficiente di variazione della tensione deve essere fornito per specifici valori dell’angolo dell’impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre (vedi paragrafo 6.2.1). Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore di tale coefficiente, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch presentano un valore medio, mentre le turbine a v
50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre (vedi paragrafo 6.2.1). Le
turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore di tale coefABB SACE
ell’impedenza di rete (30°, 50°,70°,85°) e per specifici tipi di manovre (vedi paragrafo 6.2.1). Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore di tale coefficiente, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.7 Operazioni di manovra
ariabile possiedono solitamente un basso valore di tale coefficiente, le
turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch presentano un valore mABB SACE
Le turbine a velocità variabile possiedono solitamente un basso valore di tale coefficiente, le turbine a velocità fissa a controllo dell’angolo di pitch presentano un valore medio, mentre le turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.7 Operazioni di manovra Ai fini dell’influenza sulla variazione della tensione, le seguenti tipologie di manovre sono ri
a a controllo dell’angolo di pitch presentano un valore medio, mentre le
turbine a velocità fissa a controllo di stallo hanno un valore più elevato. 9.3.ABB SACE
turbina eolica alla velocità del vento di cut-in; • avviamento della turbina eolica alla velocità nominale del vento; • caso peggiore di manovra tra generatori (nella configurazione con turbine con più di un generatore o un generatore con avvolgimenti multipli). L’influenza sulla qualità di potenza dipende non solo dal numero di manovre ma anche dalla frequenza delle stesse. In parti
; • caso peggiore di manovra tra generatori (nella configurazione con
turbine con più di un generatore o un generatore con avvolgimenti multipli). L’iABB SACE
e alle correnti d’inserzione e le rispettive variazioni di potenza attiva e reattiva. Durante l’avviamento, il generatore richiede potenza reattiva per la magnetizzazione dello statore. Per le turbine a velocità fissa, il soft-starter limita la corrente d’inserzione dei generatori asincroni. Pochi secondi dopo che il generatore è connesso, l’inserzione delle batterie di condensatori limita
e richiede potenza reattiva per la magnetizzazione dello statore. Per le
turbine a velocità fissa, il soft-starter limita la corrente d’inserzione dei geABB SACE
a l’assorbimento di potenza reattiva durante il normale funzionamento. Le veloci variazioni di potenza durante le operazioni di manovra causano inoltre flicker. Questo effetto è limitato nelle turbine a velocità variabile, le quali, per la loro natura costruttiva, smorzano gli effetti sulla qualità della potenza fornita dovuti alle operazioni di manovra. Nelle centrali eoliche, vi sono usua
ioni di manovra causano inoltre flicker. Questo effetto è limitato nelle
turbine a velocità variabile, le quali, per la loro natura costruttiva, smorzanoABB SACE
e quali, per la loro natura costruttiva, smorzano gli effetti sulla qualità della potenza fornita dovuti alle operazioni di manovra. Nelle centrali eoliche, vi sono usualmente solo una o poche turbine che si avviano o arrestano contemporaneamente, quindi per il calcolo della variazione di tensione di manovra è sufficiente considerare una turbina o un ristretto numero di turbine. 9.3.8 Armon
di manovra. Nelle centrali eoliche, vi sono usualmente solo una o poche
turbine che si avviano o arrestano contemporaneamente, quindi per il calcolo delABB SACE
una o poche turbine che si avviano o arrestano contemporaneamente, quindi per il calcolo della variazione di tensione di manovra è sufficiente considerare una turbina o un ristretto numero di turbine . 9.3.8 Armoniche Le attuali turbine a velocità variabile sono equipaggiate con inverter a controllo PWM che impiegano interruttori statici IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) o IGCT (Inte
i manovra è sufficiente considerare una turbina o un ristretto numero di
turbine. 9.3.8 Armoniche Le attuali turbine a velocità variabile sono equipaggiaABB SACE
o arrestano contemporaneamente, quindi per il calcolo della variazione di tensione di manovra è sufficiente considerare una turbina o un ristretto numero di turbine. 9.3.8 Armoniche Le attuali turbine a velocità variabile sono equipaggiate con inverter a controllo PWM che impiegano interruttori statici IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) o IGCT (Integrated Gate Commutate Thyristor)8 .
una turbina o un ristretto numero di turbine. 9.3.8 Armoniche Le attuali
turbine a velocità variabile sono equipaggiate con inverter a controllo PWM che ABB SACE
ia in un tempo di 10-15min fino ad un’ora con un incremento o decremento graduale della produzione complessiva. Ciò significa che alcune unità di produzione del sistema elettrico (impianti con turbine a gas o idroelettrici che possono essere avviati rapidamente) sono utilizzate come impianti di riserva secondaria11 che possono essere avviati qualora la frequenza sia troppo bassa. Vi è inolt
ifica che alcune unità di produzione del sistema elettrico (impianti con
turbine a gas o idroelettrici che possono essere avviati rapidamente) sono utiliABB SACE
tempi dell’ordine di ore o giorni e consiste nella previsione del diagramma di carico a medio-lungo termine e nella conseguente schedulazione dell’impiego delle unità di produzione. Benché le turbine eoliche utilizzino una fonte energetica differente da quelle delle centrali tradizionali e variabile, le centrali eoliche hanno comunque una capacità, seppur limitata, di partecipare alla rego
seguente schedulazione dell’impiego delle unità di produzione. Benché le
turbine eoliche utilizzino una fonte energetica differente da quelle delle centrABB SACE
picabile correlazione positiva tra produzione eolica e richiesta di potenza possono determinare un incremento del valore dell’energia eolica nel sistema elettrico. 9.5 Requisiti dinamici delle turbine eoliche L’incremento atteso della percentuale di potenza elettrica generata da fonte eolica sul totale della potenza immessa nei sistemi elettrici rende necessaria la definizione di nuovi requ
dell’energia eolica nel sistema elettrico. 9.5 Requisiti dinamici delle
turbine eoliche L’incremento atteso della percentuale di potenza elettrica generABB SACE
cessaria la definizione di nuovi requisiti per mantenere il più possibile elevato il livello di qualità della potenza fornita. Particolare attenzione viene data al comportamento dinamico delle turbine eoliche in caso di guasto in rete, al fine di definire requisiti che aiutino a garantire stabilità e sicurezza del funzionamento della rete stessa. Difatti, con la connessione delle centrali e
rnita. Particolare attenzione viene data al comportamento dinamico delle
turbine eoliche in caso di guasto in rete, al fine di definire requisiti che aiuABB SACE
e stabilità e sicurezza del funzionamento della rete stessa. Difatti, con la connessione delle centrali eoliche alla rete di trasmissione in alta ed altissima tensione, la disconnessione delle turbine eoliche facenti parti di tali centrali per un tempo indefinito, in conseguenza di un guasto in rete, potrebbe portare ad una situazione critica che potrebbe compromettere la stabilità del sist
e di trasmissione in alta ed altissima tensione, la disconnessione delle
turbine eoliche facenti parti di tali centrali per un tempo indefinito, in conseABB SACE
ntendo il funzionamento del servizio e il supporto continuativo del sistema. Pertanto, vista la crescente integrazione dell’energia eolica nel sistema di trasmissione interconnesso europeo, le turbine eoliche devono soddisfare i seguenti requisiti: • nell’eventualità di cortocircuiti trifase in prossimità delle centrali di produzione eolica, non si devono avere, come regola generale, ins
ell’energia eolica nel sistema di trasmissione interconnesso europeo, le
turbine eoliche devono soddisfare i seguenti requisiti: • nell’eventualità diABB SACE
entificazione del guasto ed essere incrementata con un gradiente di almeno 20% per secondo della potenza nominale per secondo; – nella zona 2 è invece consentita una breve disconnessione delle turbine dalla rete a cui deve seguire tuttavia una rapida risincronizzazione dopo l’eliminazione del guasto ed il ritorno alle normali condizioni di produzione pre-guasto in modo che il fuori servizio
condo; – nella zona 2 è invece consentita una breve disconnessione delle
turbine dalla rete a cui deve seguire tuttavia una rapida risincronizzazione dopABB SACE
a rapida risincronizzazione dopo l’eliminazione del guasto ed il ritorno alle normali condizioni di produzione pre-guasto in modo che il fuori servizio duri al massimo 10s. Per ottenere ciò le turbine devono iniziare ad immettere potenza attiva entro 2s dall’eliminazione del guasto con un gradiente di potenza attiva immessa pari almeno al 10% della potenza attiva nominale per secondo • n
o in modo che il fuori servizio duri al massimo 10s. Per ottenere ciò le
turbine devono iniziare ad immettere potenza attiva entro 2s dall’eliminazione dABB SACE
torsionali • basso coefficiente di distorsione armonica totale (THD) • installabile sia sulla navicella che alla base della torre 10.10.2 Convertitori a media tensione Progettati per le turbine di grossa potenza e per l’installazione alla base della torre, i convertitori ABB a media tensione utilizzano transistors a tecnologia IGCT, la quale assicura una commutazione rapida e omogene
base della torre 10.10.2 Convertitori a media tensione Progettati per le
turbine di grossa potenza e per l’installazione alla base della torre, i convertABB SACE
izzati per misurare direttamente la resistenza d’isolamento in sistemi isolati da terra in corrente alternata o continua con tensioni fino a 690Vc.a. e 1000Vc.c. 10.17 Connessione alla rete Le turbine di grossa potenza dell’ordine del MW sono usualmente connesse in media tensione, mentre le turbine di taglia medio-piccola sono generalmente connesse alla rete in bassa tensione. Per la connes
con tensioni fino a 690Vc.a. e 1000Vc.c. 10.17 Connessione alla rete Le
turbine di grossa potenza dell’ordine del MW sono usualmente connesse in media tABB SACE
alternata o continua con tensioni fino a 690Vc.a. e 1000Vc.c. 10.17 Connessione alla rete Le turbine di grossa potenza dell’ordine del MW sono usualmente connesse in media tensione, mentre le turbine di taglia medio-piccola sono generalmente connesse alla rete in bassa tensione. Per la connessione in media tensione, l’offerta ABB comprende trasformatori bt/MT e quadri con relativi interrut
dell’ordine del MW sono usualmente connesse in media tensione, mentre le
turbine di taglia medio-piccola sono generalmente connesse alla rete in bassa teABB SACE
di sistemi di raffreddamento forzato • temperatura di isolamento fino a 180°C per i trasformatori a secco • opzione di liquido di raffreddamento organico • adatti per installazioni in turbine su terraferma o in mare 10.17.2 Quadri elettrici SafeWind di ABB è un quadro compatto che rappresenta una soluzione adatta a tutti i livelli di tensione. Fornisce la protezione ed il sezioname
e di liquido di raffreddamento organico • adatti per installazioni in
turbine su terraferma o in mare 10.17.2 Quadri elettrici SafeWind di ABB è un quABB SACE
tà applicativa • interruttore automatico e fusibile-sezionatore di protezione • disponibilità di soluzioni avanzate per la protezione dall’arco elettrico • adatti per installazioni in turbine su terraferma o in mare Per la connessione in bassa tensione delle turbine medio piccole, l’offerta ABB comprende: • relè d’interfaccia • interruttori automatici • sezionatori • co
e per la protezione dall’arco elettrico • adatti per installazioni in
turbine su terraferma o in mare Per la connessione in bassa tensione delle turbiABB SACE
zione • disponibilità di soluzioni avanzate per la protezione dall’arco elettrico • adatti per installazioni in turbine su terraferma o in mare Per la connessione in bassa tensione delle turbine medio piccole, l’offerta ABB comprende: • relè d’interfaccia • interruttori automatici • sezionatori • contattori • contatori di energia 10.17.3 Relè d’interfaccia CM-UFS Il rel
rbine su terraferma o in mare Per la connessione in bassa tensione delle
turbine medio piccole, l’offerta ABB comprende: • relè d’interfaccia • intABB SACE
atura Il sistema di controllo della temperatura consente di mantenere la temperatura interna entro limiti idonei ad assicurare un corretto funzionamento degli altri dispositivi anche quando le turbine sono esposte a condizioni ambientali critiche: • relè di controllo temperatura tipo CC-U/RTDR • riscaldatore pannello anti condensazione da 300W/230V 10.18.4 Sistemi di sicurezza ABB st
curare un corretto funzionamento degli altri dispositivi anche quando le
turbine sono esposte a condizioni ambientali critiche: • relè di controllo teABB SACE
essi a reti in media o alta tensione, verranno di seguito fornite indicazioni sui criteri di allacciamento. In particolare per la connessione alle reti di distribuzione in media tensione delle turbine vale quanto indicato nel capitolo 4 del Quaderno di Applicazione Tecnica N.10 “Impianti fotovoltaici” e verranno qui proposte delle indicazioni aggiuntive. B.1 Connessione alla rete MT La pote
re per la connessione alle reti di distribuzione in media tensione delle
turbine vale quanto indicato nel capitolo 4 del Quaderno di Applicazione TecnicaABB SACE
re i misuratori bidirezionali previsti dalla delibera AEEG 292/2006. In caso contrario tale obbligo ricade sull’impresa distributrice. Appendice C: Impianti di terra C.1 Dimensionamento Per le turbine eoliche allacciate alla rete MT, ai fini del dimensionamento dell’impianto di terra, il Distributore comunica all’Utente il valore della corrente di guasto monofase a terra (If ) ed il tempo d
distributrice. Appendice C: Impianti di terra C.1 Dimensionamento Per le
turbine eoliche allacciate alla rete MT, ai fini del dimensionamento dell’impianABB SACE
m) il diametro della rete magliata deve essere di: [C.3] Se la rete magliata è realizzata con dispersori a corda di rame nudo la sezione minima è di 25 mm2 (CEI 11-1 Allegato A). Appendice D: Turbine a resistenza vs turbine a portanza Nelle turbine a resistenza la forza motrice che fa ruotare l’asse della turbina è la forza aerodinamica di resistenza risultante Fr , la quale è funzione de
nudo la sezione minima è di 25 mm2 (CEI 11-1 Allegato A). Appendice D:
Turbine a resistenza vs turbine a portanza Nelle turbine a resistenza la forza ABB SACE
magliata deve essere di: [C.3] Se la rete magliata è realizzata con dispersori a corda di rame nudo la sezione minima è di 25 mm2 (CEI 11-1 Allegato A). Appendice D: Turbine a resistenza vs turbine a portanza Nelle turbine a resistenza la forza motrice che fa ruotare l’asse della turbina è la forza aerodinamica di resistenza risultante Fr , la quale è funzione del coefficiente di resiste
di 25 mm2 (CEI 11-1 Allegato A). Appendice D: Turbine a resistenza vs
turbine a portanza Nelle turbine a resistenza la forza motrice che fa ruotare l’ABB SACE
[C.3] Se la rete magliata è realizzata con dispersori a corda di rame nudo la sezione minima è di 25 mm2 (CEI 11-1 Allegato A). Appendice D: Turbine a resistenza vs turbine a portanza Nelle turbine a resistenza la forza motrice che fa ruotare l’asse della turbina è la forza aerodinamica di resistenza risultante Fr , la quale è funzione del coefficiente di resistenza Cb e della velocità r
egato A). Appendice D: Turbine a resistenza vs turbine a portanza Nelle
turbine a resistenza la forza motrice che fa ruotare l’asse della turbina è la fABB SACE
o della forza di resistenza). Il valore massimo del coefficiente di potenza è raggiunto per λ=1/3 ed è pari a 0.08. Come si può notare, il valore massimo teoricamente raggiungibile da Cp nelle turbine a resistenza è decisamente inferiore a quello raggiungibile nelle turbine a portanza soggette al limite di Betz (Cpmax=0.59): ciò rappresenta il principale limite, in termini di efficienza di
si può notare, il valore massimo teoricamente raggiungibile da Cp nelle
turbine a resistenza è decisamente inferiore a quello raggiungibile nelle turbinABB SACE
a è raggiunto per λ=1/3 ed è pari a 0.08. Come si può notare, il valore massimo teoricamente raggiungibile da Cp nelle turbine a resistenza è decisamente inferiore a quello raggiungibile nelle turbine a portanza soggette al limite di Betz (Cpmax=0.59): ciò rappresenta il principale limite, in termini di efficienza di estrazione di potenza dal vento, delle turbine a resistenza rispetto a que
urbine a resistenza è decisamente inferiore a quello raggiungibile nelle
turbine a portanza soggette al limite di Betz (Cpmax=0.59): ciò rappresenta il pABB SACE
quello raggiungibile nelle turbine a portanza soggette al limite di Betz (Cpmax=0.59): ciò rappresenta il principale limite, in termini di efficienza di estrazione di potenza dal vento, delle turbine a resistenza rispetto a quelle a portanza. Tale limitazione dipende sia dal minor valore del coefficiente di resistenza Cb rispetto a quello di portanza Ca in condizioni non di stallo (vedi fi
mite, in termini di efficienza di estrazione di potenza dal vento, delle
turbine a resistenza rispetto a quelle a portanza. Tale limitazione dipende sia ABB SACE
e limitazione dipende sia dal minor valore del coefficiente di resistenza Cb rispetto a quello di portanza Ca in condizioni non di stallo (vedi figura 3.8), sia dal principio costruttivo delle turbine a resistenza, in cui la velocità relativa del vento v rispetto alla superficie delle pale è sempre inferiore alla velocità assoluta del vento v1 (figura D.1): Nelle turbine a portanza invece l
oni non di stallo (vedi figura 3.8), sia dal principio costruttivo delle
turbine a resistenza, in cui la velocità relativa del vento v rispetto alla supeABB SACE
o costruttivo delle turbine a resistenza, in cui la velocità relativa del vento v rispetto alla superficie delle pale è sempre inferiore alla velocità assoluta del vento v1 (figura D.1): Nelle turbine a portanza invece la velocità relativa del flusso d’aria che lambisce le pale è sempre superiore alla velocità assoluta del vento (figura D.3): con λ fino a 10-12 Poiché la forza motrice di p
sempre inferiore alla velocità assoluta del vento v1 (figura D.1): Nelle
turbine a portanza invece la velocità relativa del flusso d’aria che lambisce leABB SACE
assoluta del vento (figura D.3): con λ fino a 10-12 Poiché la forza motrice di portanza Fp è funzione sia del coefficiente Ca che della velocità relativa v (vedi la [3.31]), si ha che nelle turbine a portanza la forza motrice sviluppata è significativamente maggiore di quella che si crea nelle turbine a resistenza, il che si traduce in una maggiore coppia motrice resa all’albero del roto
ente Ca che della velocità relativa v (vedi la [3.31]), si ha che nelle
turbine a portanza la forza motrice sviluppata è significativamente maggiore di ABB SACE
ia del coefficiente Ca che della velocità relativa v (vedi la [3.31]), si ha che nelle turbine a portanza la forza motrice sviluppata è significativamente maggiore di quella che si crea nelle turbine a resistenza, il che si traduce in una maggiore coppia motrice resa all’albero del rotore e quindi in una maggiore efficienza di estrazione di potenza dal vento. Forza di portanza Contatti ABB
ice sviluppata è significativamente maggiore di quella che si crea nelle
turbine a resistenza, il che si traduce in una maggiore coppia motrice resa all’ABB SACE
attrezzature di rilevamento dati –anemometri, sensori, torri metalliche, ecc.- una campagna anemometrica è certamente indispensabile per i grandi impianti eolici, mentre per l’installazione di turbine mini e micro, ci si può anche affidare ai semplici dati riportati sugli atlanti eolici. Energia dal vento Il principio base di funzionamento di una turbina è molto semplice: il vento, nell’imp
dispensabile per i grandi impianti eolici, mentre per l’installazione di
turbine mini e micro, ci si può anche affidare ai semplici dati riportati sugli Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
vrebbe interamente dissolversi tra le pale della turbina. Il Coefficiente di potenza Cp esprime un limite teorico dell’energia eolica, che però non ci aiuta a capire le reali prestazioni delle turbine . Per fare questo dobbiamo affidarci alle curve di potenza, cioè alle rappresentazioni grafiche delle prestazioni di una turbina. La curva di potenza mostra il rapporto tra la velocità del vent
nergia eolica, che però non ci aiuta a capire le reali prestazioni delle
turbine. Per fare questo dobbiamo affidarci alle curve di potenza, cioè alle rapMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
soglia di sicurezza, la turbina smette di produrre energia e si mette in sicurezza ricorrendo a sistemi attivi o passivi di protezione, al fine di evitare danni alle componenti meccaniche. Le turbine di grande taglia hanno complessi sistemi di controllo della velocità del rotore e riescono quindi a ottenere buone prestazioni anche con ventosità elevata. Al contrario, le turbine di piccola
i di protezione, al fine di evitare danni alle componenti meccaniche. Le
turbine di grande taglia hanno complessi sistemi di controllo della velocità delMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
caniche. Le turbine di grande taglia hanno complessi sistemi di controllo della velocità del rotore e riescono quindi a ottenere buone prestazioni anche con ventosità elevata. Al contrario, le turbine di piccola taglia (mini e micro) soffrono velocità medie del vento molto alte e di solito sono pensate per velocità medie intorno ai 5 m/s. Hanno infatti una soglia di cut-in estremamente bass
ottenere buone prestazioni anche con ventosità elevata. Al contrario, le
turbine di piccola taglia (mini e micro) soffrono velocità medie del vento moltoMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
ta in impianti da porre in luoghi alti e ventilati, sia un eventuale decentramento energetico, per il quale ogni Comune ha impianti di piccola taglia, composti da un numero esiguo di pale (1-3 turbine da 3-4 megawatt) con le quali genera in loco l'energia consumata dai suoi abitanti. Il tempo di installazione di un impianto è molto breve; si fanno i rilievi sul campo per misurare la velocit
ha impianti di piccola taglia, composti da un numero esiguo di pale (1-3
turbine da 3-4 megawatt) con le quali genera in loco l'energia consumata dai suoMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
120 metri. Uno solo di questi aerogeneratori, in condizioni di vento ottimale, può soddisfare il fabbisogno di elettricità di quasi 5.000 famiglie. L'abbattimento dei costi di produzione delle turbine di grande taglia, grazie all'economia di scala, ha portato molti benefici anche per il settore dei mini e micro generatori eolici. Numerosi operatori del settore, nonchè imprese emergenti, sta
tà di quasi 5.000 famiglie. L'abbattimento dei costi di produzione delle
turbine di grande taglia, grazie all'economia di scala, ha portato molti beneficMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
cchio umano, rispetto ai modelli mono e bipala. Il diametro del rotore può andare da un minimo di circa 1 metro, per i generatori di taglia inferiore a 1 kW, fino a oltre 120 metri nel caso di turbine da molti megawatt di potenza. Generatori eolici con rotore tripala La navicella Si tratta della cabina posta sulla sommità della torre. La navicella sostiene il mozzo del rotore e contiene al
eneratori di taglia inferiore a 1 kW, fino a oltre 120 metri nel caso di
turbine da molti megawatt di potenza. Generatori eolici con rotore tripala La naMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
za dei generatori eolici di grande taglia è tripala e ad asse orizzontale; si tratta della configurazione al momento più efficiente dal punto di vista aerodinamico. Anche se le micro e le mini turbine eoliche hanno il pregio di un migliore inserimento ambientale, tuttavia l'utilizzo di macchine eoliche di grande taglia presenta innegabili vantaggi energetici ed economici, tra cui: • maggior
efficiente dal punto di vista aerodinamico. Anche se le micro e le mini
turbine eoliche hanno il pregio di un migliore inserimento ambientale, tuttavia Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
iente circostante. Da una ricerca effettuata negli Stati Uniti ed estesa ai 3.500 generatori presenti nella nazione alla fine del 2001, è emersa una mortalità media annua per collisione con le turbine pari a 1,83 uccelli (0,006 rapaci) per ogni generatore. Complessivamente, questo corrisponde ad una mortalità di 6.400 uccelli in un anno, pari allo 0,01-0,02% dei casi di uccelli morti per ca
fine del 2001, è emersa una mortalità media annua per collisione con le
turbine pari a 1,83 uccelli (0,006 rapaci) per ogni generatore. ComplessivamenteMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
er le cabine di smistamento del parco eolico), utilizzando tubolari al fine di evitare zone cementate che possono invece essere sostituite da prato, erba, ecc.; i) preferire gruppi omogenei di turbine piuttosto che macchine individuali disseminate sul territorio perché più facilmente percepibili come un insieme nuovo; j) in aree fortemente urbanizzate, può essere opportuno prendere in consi
essere sostituite da prato, erba, ecc.; i) preferire gruppi omogenei di
turbine piuttosto che macchine individuali disseminate sul territorio perché piùMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
de dalla topografia locale, dal rumore di fondo esistente, nonché dalla taglia del progetto da realizzare. Anche se studi hanno dimostrato che a poche centinaia di metri il rumore emesso dalle turbine eoliche è sostanzialmente poco distinguibile dal rumore di fondo e che all'aumentare del vento si incrementa anche il rumore di fondo, mascherando così quello emesso dalle macchine, risulta co
i hanno dimostrato che a poche centinaia di metri il rumore emesso dalle
turbine eoliche è sostanzialmente poco distinguibile dal rumore di fondo e che aMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
di prossimità, con la definizione di specifici protocolli di segnalazione e allarme di emergenza.  che venga elaborato un apposito piano di emergenza per gli incidenti che possono coinvolgere turbine eoliche e/o per incidenti che possono provocare inquinamento in mare da combustibile e/o da prodotti petroliferi all’interno e/o in aree immediatamente limitrofe al campo eolico offshore. Pres
un apposito piano di emergenza per gli incidenti che possono coinvolgere
turbine eoliche e/o per incidenti che possono provocare inquinamento in mare da Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
fine di limitare il rischio di emissioni elettromagnetiche e calore;  l’ampiezza della fascia interessata direttamente o indirettamente dalla preparazione del sito di fondazione delle singole turbine deve essere contenuta il più possibile, compatibilmente con l’esigenza di posa delle fondazioni e delle opere anti-erosione, e comunque non deve essere superiore a 30 m di diametro per ciascun
o indirettamente dalla preparazione del sito di fondazione delle singole
turbine deve essere contenuta il più possibile, compatibilmente con l’esigenza dMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
ggiori fino a terminare con le pezzature massime con cui ripristinare il fondale originario;  l’integrazione con materiale di riempimento e consolidamento anti-erosione delle fondazioni delle turbine dovrà essere effettuata con materiali inerti (preferibilmente rocce di provenienza locale, al fine di minimizzare il trasporto su terra);  se il tracciato dei cavi dovesse essere installato s
ale di riempimento e consolidamento anti-erosione delle fondazioni delle
turbine dovrà essere effettuata con materiali inerti (preferibilmente rocce di pMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
natanti di appoggio, con la finalità di controllare il rispetto alle prescrizioni date. I costi del personale ICRAM saranno a carico del proponente.  Le strutture a mare (fondazioni, torri e turbine ) dovranno utilizzare vernici di protezione agli agenti atmosferici non tossiche o inquinanti per l’ambiente marino;  Prima dell’inizio dei lavori di scavo a mare dovrà essere effettuata la ca
anno a carico del proponente.  Le strutture a mare (fondazioni, torri e
turbine) dovranno utilizzare vernici di protezione agli agenti atmosferici non tMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
ali di fondazione (caratterizzazione ex-ante), per determinare i periodi di minor impatto acustico delle attività di scavo e infissione dei pali di fondazione.  Prima dell’installazione delle turbine il proponente dovrà predisporre, in accordo con organismo nazionale accreditato in materia di ornitologia, e poi attuare a suo carico, una survey preliminare (ex-ante) sull’avifauna stanziale
vo e infissione dei pali di fondazione.  Prima dell’installazione delle
turbine il proponente dovrà predisporre, in accordo con organismo nazionale accrMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
itoraggio della durata complessiva di almeno cinque anni dall’inizio delle attività di costruzione della centrale eolica offshore che preveda, in alcuni punti significativi in prossimità delle turbine , rilevazioni possibilmente in continuo delle presenze di avifauna stanziale e migratoria.. I risultati della campagna dovranno essere comunicati al MATTM con cadenza periodica, non superiore a
offshore che preveda, in alcuni punti significativi in prossimità delle
turbine, rilevazioni possibilmente in continuo delle presenze di avifauna stanziMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
sulle punte della lama del rotore, parti fluorescenti o segnali sonori (ultrasuoni), al fine di ridurre al massimo il numero di vittime. In casi estremi, dovrà essere previsto l’arresto delle turbine eoliche per determinati periodi di tempo Tuttavia, le decisioni circa i sistemi di segnalazione e avvertimento, definiti in accordo con l’organismo accreditato prescelto, devono essere assunte
umero di vittime. In casi estremi, dovrà essere previsto l’arresto delle
turbine eoliche per determinati periodi di tempo Tuttavia, le decisioni circa i Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
della base della torre. 2.11 SISTEMA DI CONTROLLO Tutte le funzioni dell’aerogeneratore sono monitorate da un sistema di controllo a microprocessore. Per poter utilizzare un elevato numero di turbine come unico impianto di generazione, esse devono, inoltre, essere controllate da un sistema centralizzato. Nel caso di installazioni offshore, per incrementare i livelli di affidabilità e dispo
i controllo a microprocessore. Per poter utilizzare un elevato numero di
turbine come unico impianto di generazione, esse devono, inoltre, essere controlFour Wind S.r.l.
he possano costituire un pericolo per la salute. 5.1 ESTINTORI MANUALI Per l’estinzione manuale di piccoli incendi e per ragioni preventive durante lavori a rischio incendio, all’interno della turbine sono collocati estintori manuali. Nella navicella sono disponibili quattro estintori manuali, di cui 2 ABC da 6 kg e 2 CO2 da 5 kg. Alla base della torre è collocato un estintore CO2 da 5 kg,
ragioni preventive durante lavori a rischio incendio, all’interno della
turbine sono collocati estintori manuali. Nella navicella sono disponibili quattFour Wind S.r.l.
i disposizioni applicative per la connessione di impianti eolici collegati alla rete elettrica. 3. DIMENSIONAMENTO, PRESTAZIONI E GARANZIE L’impianto eolico deve essere costituito da una o più turbine di piccola taglia, con una potenza unitaria non inferiore a 10 kWp e una potenza complessiva installata non superiore a 100 kWp. La quantità di energia elettrica producibile deve tener conto:
TAZIONI E GARANZIE L’impianto eolico deve essere costituito da una o più
turbine di piccola taglia, con una potenza unitaria non inferiore a 10 kWp e unaMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
gine e fabbricazione per un periodo di ventiquattro mesi dalla data di collaudo dell’impianto. 4. CARATTERISTICHE DI MASSIMA DELL’IMPIANTO L’impianto eolico deve essere costituito da una o più turbine eoliche di piccola taglia, con le caratteristiche generali prima descritte, per un massimo di potenza installata pari a 100 kWp. La distanza tra due turbine contigue non può essere inferiore a
SIMA DELL’IMPIANTO L’impianto eolico deve essere costituito da una o più
turbine eoliche di piccola taglia, con le caratteristiche generali prima descritMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
deve essere costituito da una o più turbine eoliche di piccola taglia, con le caratteristiche generali prima descritte, per un massimo di potenza installata pari a 100 kWp. La distanza tra due turbine contigue non può essere inferiore a 3 volte il diametro del rotore. Ogni aerogeneratore deve essere installato su sostegni metallici tubolari. La torre di sostegno deve essere dimensionata in
per un massimo di potenza installata pari a 100 kWp. La distanza tra due
turbine contigue non può essere inferiore a 3 volte il diametro del rotore. OgniMinistero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
ichi” di cui al decreto ministeriale del 16/01/1996). Devono essere previsti la realizzazione di cavidotti interrati ad una profondità di almeno 0,5 metri, per il collegamento elettrico tra le turbine installate e il punto di consegna. L’architettura di impianto descritto deve permettere il collegamento elettrico alla rete pubblica. L’immissione in rete deve essere conforme alle Norme CEI 1
una profondità di almeno 0,5 metri, per il collegamento elettrico tra le
turbine installate e il punto di consegna. L’architettura di impianto descritto Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM)
TURBINE EOLICHE. Fondata nel 1985 a Give, Danimarca, la Nordex può oggi vantare oltre 20 anni di esperienza nello sviluppo, la costruzione e la gestione di moderni aerogeneratori. Sappiamo, dunque, di
ove dimensioni nella 3a generazione. N90/2500 20 ANNI DI ENGINEERING DI
TURBINE EOLICHE. Fondata nel 1985 a Give, Danimarca, la Nordex può oggi vantare Nordex Italia S.r.l.
no degli elementi essenziali della N90/2500 è il rotore con un diametro di 90 m e 6.362 m2 di area spazzata – corrispondente alla superficie di un campo di calcio. La N90/2500 è così una delle turbine onshore più grandi esistenti. Queste dimensioni consentono di ricavare la massima energia dalla forza del vento disponibile. Le sollecitazioni alle quali deve resistere la pala di un rotore so
ente alla superficie di un campo di calcio. La N90/2500 è così una delle
turbine onshore più grandi esistenti. Queste dimensioni consentono di ricavare lNordex Italia S.r.l.
DEL ROTORE NORDEX. Produzione delle pale del rotore presso Nordex | Una pala della N90/2500 vicino a pale più piccole. I vostri vantaggi in sintesi: Con 6.362 m2 di area spazzata è una delle turbine onshore di serie più grandi in produzione Elevata qualità delle pale del rotore grazie al procedimento di iniezione sotto vuoto con pellicola VAP Resistenza a trazione delle fibre di vetro sup
I vostri vantaggi in sintesi: Con 6.362 m2 di area spazzata è una delle
turbine onshore di serie più grandi in produzione Elevata qualità delle pale delNordex Italia S.r.l.
tà Elevata protezione contro i fulmini grazie alla presenza di alluminio sulla punta della pala Componente costruito con procedimento di iniezione sotto vuoto. Montaggio della pala del rotore. Turbine pronte all’uso. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO. Per i grandi areogeneratori della categoria multimegawatt, Nordex utilizza una trasmissione basata su rotismo che consente di ridurre al minimo il
procedimento di iniezione sotto vuoto. Montaggio della pala del rotore.
Turbine pronte all’uso. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO. Per i grandi areogeneratoriNordex Italia S.r.l.
può essere posto sulla navetta dall’elicottero. Ulteriori opzioni La N90/2500 può essere fornita di un sistema integrato ice-warning. Questo sistema rileva il formarsi del ghiaccio, e ferma le turbine in modo da evitare che il ghiaccio venga lanciato dalle pale. Inoltre la turbina può essere dotata di un sistema antincendio. OPZIONI DI EQUIPAGGIAMENTO E ACCESSORI. PER I VOSTRI APPUNTI: Ver
ice-warning. Questo sistema rileva il formarsi del ghiaccio, e ferma le
turbine in modo da evitare che il ghiaccio venga lanciato dalle pale. Inoltre laNordex Italia S.r.l.
ale non superiore a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c.: - CEI 11-20: Impianti di produzione di Energia Elettrica e gruppi di continuità collegati a reti di I e II categoria; - CEI – EN 61400-1 “ turbine eoliche - parte 1: prescrizioni di progettazione”. ed. 2007 - CEI EN 61400-2 “wind turbines – part 2: design requirements for small wind turbines”. ed. 2006 - CEI EN 61400-11 “ sistemi di gene
di continuità collegati a reti di I e II categoria; - CEI – EN 61400-1 “
turbine eoliche - parte 1: prescrizioni di progettazione”. ed. 2007 - CEI EN 614A. R. Energia S.r.l.
parte 1: prescrizioni di progettazione”. ed. 2007 - CEI EN 61400-2 “wind turbines – part 2: design requirements for small wind turbines”. ed. 2006 - CEI EN 61400-11 “ sistemi di generazione a turbine eolica - parte 11: tecniche di misura del rumore acustico”. ed.2004 - CEI EN 61400-12-1 “wind turbines – part 12-1: power performance measuring of electricity producing wind turbines”. ed.2005
ll wind turbines”. ed. 2006 - CEI EN 61400-11 “ sistemi di generazione a
turbine eolica - parte 11: tecniche di misura del rumore acustico”. ed.2004 - CEA. R. Energia S.r.l.
more acustico”. ed.2004 - CEI EN 61400-12-1 “wind turbines – part 12-1: power performance measuring of electricity producing wind turbines”. ed.2005 - CEI EN 61400-21 “sistemi di generazione a turbine eolica – parte 21: misura e valutazione delle caratteristiche di qualità della potenza elettrica di aerogeneratori collegati alla rete”. ed.2002 - CEI EN 61400-25-1 “wind turbines – part 25: c
cing wind turbines”. ed.2005 - CEI EN 61400-21 “sistemi di generazione a
turbine eolica – parte 21: misura e valutazione delle caratteristiche di qualitàA. R. Energia S.r.l.
elocità del vento, la pressione sonora percepibile da un ricettore mobile posto anche a poche decine di metri dall’impianto risulti modesta e ampiamente tollerabile. 6.3 Effetto delle ombre Le turbine eoliche, come altre strutture fortemente sviluppate in altezza, proiettano un’ombra sulle aree adiacenti in presenza della luce solare diretta. Per chi vive in tali zone prossime all’insediame
nto risulti modesta e ampiamente tollerabile. 6.3 Effetto delle ombre Le
turbine eoliche, come altre strutture fortemente sviluppate in altezza, proiettaA. R. Energia S.r.l.
maniera intermittente. Una progettazione attenta a questa problematica permette di evitare questo spiacevole fenomeno semplicemente prevedendo il luogo di incidenza dell’ombra e disponendo le turbine in maniera tale che l’ombra sulle zone sensibili non superi un certo numero di ore all’anno. In Italia, questo fenomeno è meno importante rispetto alle latitudini più settentrionali (come Dani
emplicemente prevedendo il luogo di incidenza dell’ombra e disponendo le
turbine in maniera tale che l’ombra sulle zone sensibili non superi un certo numA. R. Energia S.r.l.
..............................................................28 7.8.3. Strategie di controllo ....................................................................................... 29 7.8.4. Turbine a velocità di rotazione fissa ....................................................................31 7.8.5. Regolazione passiva dello stallo ...................................................
.............................................................. 29 7.8.4.
Turbine a velocità di rotazione fissa ..........................................Energogreen Renewables S.r.l.
o stallo a due velocità .............................................. 33 7.8.7. Regolazione dell’angolo di Pitch .....................................................................33 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile .............................................................34 7.9. SISTEMI DI GENERAZIONE ..................................................................
...............................................................33 7.8.8.
Turbine a velocità di rotazione variabile ......................................Energogreen Renewables S.r.l.
.........................................................26 Figura 11: Esempio di torre a tirante .........................................................................30 Figura 12: Esempio turbine su edifici ........................................................................37 Figura 13: Esempio di turbine istallate su terreno .....................................................37
...................................................30 Figura 12: Esempio
turbine su edifici .............................................................Energogreen Renewables S.r.l.
.......................................................30 Figura 12: Esempio turbine su edifici ........................................................................37 Figura 13: Esempio di turbine istallate su terreno .....................................................37 Figura 14: Conduttori e captatori di scariche elettriche che costituiscono la pala ......39 Figura 15: Esempio di u
................................................37 Figura 13: Esempio di
turbine istallate su terreno ...................................................Energogreen Renewables S.r.l.
995 kW, è costituita da una torre tubolare in acciaio alta 70 m che sostiene il vano motore a cui è collegato il rotore tripala avente un diametro di circa 60 m. Il generatore eolico (WTG-Wind Turbine Generators) può essere diviso in 3 parti: la torre, la navicella e il rotore.  La torre - La sua struttura può essere di due tipi: a reticolo o a tubolare conica. Il primo tipo costituisce un
tripala avente un diametro di circa 60 m. Il generatore eolico (WTG-Wind
Turbine Generators) può essere diviso in 3 parti: la torre, la navicella e il roEnergogreen Renewables S.r.l.
l mozzo rigido deve possedere una robustezza tale da sopportare i carichi dinamici trasmessi dalle pale e dovuti alle operazioni d’imbardata. Il mozzo oscillante è utilizzato in quasi tutte le turbine a due pale ed è invece progettato per ridurre i carichi aerodinamici sbilanciati trasmessi all’albero tipici dei rotori bipala, consentendo al rotore di oscillare di alcuni gradi rispetto alla
erazioni d’imbardata. Il mozzo oscillante è utilizzato in quasi tutte le
turbine a due pale ed è invece progettato per ridurre i carichi aerodinamici sbiEnergogreen Renewables S.r.l.
a, consentendo al rotore di oscillare di alcuni gradi rispetto alla direzione perpendicolare all’asse di rotazione dell’albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a turbine con angolo di Pitch fisso, ma può anche essere utilizzato su turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione di Pitch è più complessa poiché i relativi meccanism
albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a
turbine con angolo di Pitch fisso, ma può anche essere utilizzato su turbine ad Energogreen Renewables S.r.l.
irezione perpendicolare all’asse di rotazione dell’albero principale. Il mozzo oscillante è stato principalmente abbinato a turbine con angolo di Pitch fisso, ma può anche essere utilizzato su turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione di Pitch è più complessa poiché i relativi meccanismi e quadri elettrici di manovra/protezione si trovano sulla parte mob
o a turbine con angolo di Pitch fisso, ma può anche essere utilizzato su
turbine ad angolo variabile. Anche la progettazione del sistema di regolazione dEnergogreen Renewables S.r.l.
ncipale. Infine il mozzo per pale incernierate è, per certi versi, una via di mezzo tra i primi due modelli ed è di fatto un mozzo rigido con vincoli a cerniera per le pale ed utilizzato dalle turbine sottovento per ridurre i carichi eccessivi durante i forti venti. 7.2.3. Moltiplicatore di giri Spesso viene posto sull’albero di trasmissione un moltiplicatore di giri ad uno o più stadi tra
o un mozzo rigido con vincoli a cerniera per le pale ed utilizzato dalle
turbine sottovento per ridurre i carichi eccessivi durante i forti venti. 7.2.3.Energogreen Renewables S.r.l.
nibile in energia elettrica. Il moltiplicatore di giri ha lo scopo di incrementare la velocità di rotazione del rotore per adattarla ai valori richiesti dai generatori convenzionali (in alcune turbine il rapporto del moltiplicatore può superare 1:100). Il moltiplicatore di giri è formato da una o più coppie di ingranaggi di tipo epicicloidale o ad assi paralleli ad uno o più stadi (vedere F
er adattarla ai valori richiesti dai generatori convenzionali (in alcune
turbine il rapporto del moltiplicatore può superare 1:100). Il moltiplicatore diEnergogreen Renewables S.r.l.
l’assenza del moltiplicatore comporta una semplificazione rilevante della parte meccanica e consente una riduzione della dimensione e della massa della navicella. 7.2.4. Freni Quasi tutte le turbine montano dei freni meccanici lungo l’albero di trasmissione, in aggiunta al freno aerodinamico. In molti casi i freni meccanici sono in grado di arrestare il rotore in condizioni meteorologiche
a dimensione e della massa della navicella. 7.2.4. Freni Quasi tutte le
turbine montano dei freni meccanici lungo l’albero di trasmissione, in aggiunta Energogreen Renewables S.r.l.
da sensori collegati sul tetto della navicella. In genere il rotore viene posizionato secondo la direzione media del vento, calcolati sui 10 min dal sistema di controllo della turbina. Per le turbine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’imbardata, poiché la turbina si auto orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turb
nto, calcolati sui 10 min dal sistema di controllo della turbina. Per le
turbine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’iEnergogreen Renewables S.r.l.
bine ad asse orizzontale con rotore sottovento non sono necessari sistemi d’imbardata, poiché la turbina si auto orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sostegno deve essere adeguatamente dimensionata an
intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le
turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (turbine mEnergogreen Renewables S.r.l.
mi d’imbardata, poiché la turbina si auto orienta intrinsecamente seguendo la direzione del vento come una banderuola. Le turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento ( turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sostegno deve essere adeguatamente dimensionata anche per resistere ai carichi torsionali risultanti dall’uso di sistemi
e turbine sopravento hanno invece o una pinna posteriore d’orientamento (
turbine medio-piccole) o un controllo attivo d’imbardata, pertanto la torre di sEnergogreen Renewables S.r.l.
deve essere adeguatamente dimensionata anche per resistere ai carichi torsionali risultanti dall’uso di sistemi d’imbardata. 7.5.1. Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le tur
data. 7.5.1. Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le
turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Le prime tuEnergogreen Renewables S.r.l.
ali risultanti dall’uso di sistemi d’imbardata. 7.5.1. Torre Sono due i principali tipi di torri utilizzate per le turbine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano dive
ne ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Le prime
turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizEnergogreen Renewables S.r.l.
ine ad asse orizzontale (figura 2.8): • a traliccio; • tubolari. Le prime turbine eoliche erano installate su torri a traliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano diversi vantaggi rispetto a quelle a traliccio: in particolare le torri tubolari non hanno bisogno di numerose connessioni
aliccio ed erano usualmente utilizzate fino alla metà degli anni ’80. Le
turbine odierne sono per la maggior parte di tipo tubolare perché presentano divEnergogreen Renewables S.r.l.
e devono poi essere controllate periodicamente; forniscono un’area protetta per l’accesso alla turbina e la salita sulla navicella più sicura ed agevole tramite scala interna o ascensore nelle turbine più grandi; inoltre sono esteticamente più piacevoli rispetto ai tralicci. Esiste un terzo tipo di torre, la torre a tiranti (Figura 10) ma è poco utilizzata per gli impianti in media-grossa p
navicella più sicura ed agevole tramite scala interna o ascensore nelle
turbine più grandi; inoltre sono esteticamente più piacevoli rispetto ai traliccEnergogreen Renewables S.r.l.
la navicella. Le diverse sezioni sono collegate e vincolate tra loro da flange imbullonate. Tali tipi di torri creano una notevole scia sottovento ed è per questo che nella maggior parte delle turbine il rotore è posto sopravento. Inoltre, sono strutture molto visibili e pertanto non devono mostrare segni di corrosione per diversi anni: a tal fine deve essere scelto un rivestimento adeguato
a notevole scia sottovento ed è per questo che nella maggior parte delle
turbine il rotore è posto sopravento. Inoltre, sono strutture molto visibili e pEnergogreen Renewables S.r.l.
o installati anemometri e banderuole per il controllo della turbina, luci di segnalazione per gli aerei ed un’eventuale piattaforma di supporto per la discesa da elicottero (per l’accesso alle turbine off-shore). Per migliorare l’affidabilità dell’aerogeneratore vengono impiegati diversi sensori che monitorano lo stato dei vari componenti e segnalano eventuali malfunzionamenti che necessita
piattaforma di supporto per la discesa da elicottero (per l’accesso alle
turbine off-shore). Per migliorare l’affidabilità dell’aerogeneratore vengono imEnergogreen Renewables S.r.l.
ca (e quindi la potenza estratta), mentre al di sopra della velocità nominale i sistemi di controllo modulano tale coppia per mantenere la velocità di rotazione entro limiti accettabili. Nelle turbine progettate per funzionare con velocità di rotazione fissa, la coppia del generatore varia in funzione della coppia aerodinamica e l’unico metodo per controllare la coppia del generatore (e qui
a per mantenere la velocità di rotazione entro limiti accettabili. Nelle
turbine progettate per funzionare con velocità di rotazione fissa, la coppia delEnergogreen Renewables S.r.l.
ore varia in funzione della coppia aerodinamica e l’unico metodo per controllare la coppia del generatore (e quindi la potenza in uscita) è agire regolando la coppia aerodinamica stessa. Nelle turbine a velocità di rotazione variabile invece la coppia del generatore può essere variata indipendentemente dalla coppia aerodinamica, pertanto la velocità di rotazione del rotore può essere contro
otenza in uscita) è agire regolando la coppia aerodinamica stessa. Nelle
turbine a velocità di rotazione variabile invece la coppia del generatore può esEnergogreen Renewables S.r.l.
uperiori l’obiettivo è in particolare la limitazione della potenza prodotta mantenendola prossima al valore nominale. Una tipica strategia di controllo in funzione della velocità del vento per turbine a velocità di rotazione fissa o variabile ed a regolazione passiva dello stallo o attiva dell’angolo di Pitch è illustrata in Figura 11. Va ricordato che le turbine a velocità fissa ed a regol
a tipica strategia di controllo in funzione della velocità del vento per
turbine a velocità di rotazione fissa o variabile ed a regolazione passiva delloEnergogreen Renewables S.r.l.
ella velocità del vento per turbine a velocità di rotazione fissa o variabile ed a regolazione passiva dello stallo o attiva dell’angolo di Pitch è illustrata in Figura 11. Va ricordato che le turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo solitamente non hanno possibilità di controllo attivo, se non utilizzando freni meccanici sull’albero principale oppure connettendo e sco
tiva dell’angolo di Pitch è illustrata in Figura 11. Va ricordato che le
turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo solitamente non hEnergogreen Renewables S.r.l.
siva dello stallo solitamente non hanno possibilità di controllo attivo, se non utilizzando freni meccanici sull’albero principale oppure connettendo e sconnettendo il generatore alla rete. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la variazione attiva di tale angolo per l’avviamento e per il controllo della potenza prodotta al di sopra della velocità del
principale oppure connettendo e sconnettendo il generatore alla rete. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la varEnergogreen Renewables S.r.l.
d a regolazione dell’angolo di Pitch utilizzano la variazione attiva di tale angolo per l’avviamento e per il controllo della potenza prodotta al di sopra della velocità del vento nominale. Le turbine a velocità variabile utilizzano tipicamente il controllo dell’angolo di Pitch, se disponibile, al di sopra della velocità del vento nominale per limitare la velocità di rotazione delle pale, m
della potenza prodotta al di sopra della velocità del vento nominale. Le
turbine a velocità variabile utilizzano tipicamente il controllo dell’angolo di Energogreen Renewables S.r.l.
ntrollo della coppia del generatore su tutto il range di funzionamento dell’aerogeneratore. Anche la modalità d’avviamento della turbina eolica dipende dai sistemi di controllo disponibili. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo non possono fare affidamento all’aerodinamica per accelerare il rotore, pertanto l’avviamento è effettuato connettendo il generatore ad i
to della turbina eolica dipende dai sistemi di controllo disponibili. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione passiva dello stallo non possono fare Energogreen Renewables S.r.l.
to all’aerodinamica per accelerare il rotore, pertanto l’avviamento è effettuato connettendo il generatore ad induzione alla rete avviandolo come motore fino alla velocità di funzionamento. Le turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch variano attivamente l’angolo per avere una coppia aerodinamica che accelera il rotore fino alla velocità di funzionamento nominale e quin
alla rete avviandolo come motore fino alla velocità di funzionamento. Le
turbine a velocità fissa ed a regolazione dell’angolo di Pitch variano attivamenEnergogreen Renewables S.r.l.
ch variano attivamente l’angolo per avere una coppia aerodinamica che accelera il rotore fino alla velocità di funzionamento nominale e quindi il generatore viene connesso alla rete. Mentre le turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 7.8.4. Turbine a velocit
ento nominale e quindi il generatore viene connesso alla rete. Mentre le
turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelEnergogreen Renewables S.r.l.
Mentre le turbine a velocità variabile utilizzano le stesse modalità di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 7.8.4. Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò significa che indipendentemente dal regime di velocità del
generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 7.8.4.
Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eolicEnergogreen Renewables S.r.l.
à di avviamento di quelle a velocità fissa ma con il generatore connesso alla rete tramite un convertitore di potenza. 7.8.4. Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò significa che indipendentemente dal regime di velocità del vento incidente, il rotore ruota praticamente a velocità fissa det
.8.4. Turbine a velocità di rotazione fissa Agli inizi degli anni ’90 le
turbine eoliche installate erano per lo più operanti a velocità fissa. Ciò signiEnergogreen Renewables S.r.l.
e a velocità fissa determinata dalla frequenza della rete, dal rapporto del moltiplicatori di giri e dal numero di poli del generatore elettrico. Come si vedrà meglio nel capitolo seguente, le turbine a velocità fissa sono equipaggiate con un motore ad induzione (usualmente a gabbia di scoiattolo) direttamente connesso alla rete, con un soft-starter per ridurre la corrente di avviamento ed
del generatore elettrico. Come si vedrà meglio nel capitolo seguente, le
turbine a velocità fissa sono equipaggiate con un motore ad induzione (usualmentEnergogreen Renewables S.r.l.
i scoiattolo) direttamente connesso alla rete, con un soft-starter per ridurre la corrente di avviamento ed un banco di condensatori per la compensazione della potenza reattiva. Questi tipi di turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza ad una determinata velocità del vento. Tuttavia, allo scopo di incrementare la potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzio
condensatori per la compensazione della potenza reattiva. Questi tipi di
turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza ad una determinataEnergogreen Renewables S.r.l.
ate per raggiungere la massima efficienza ad una determinata velocità del vento. Tuttavia, allo scopo di incrementare la potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzione di alcune turbine a velocità fissa hanno due avvolgimenti statorici, di cui uno con un numero di poli più elevato per operare a bassi regimi ventosi, mentre l’altro con un numero di poli inferiore al primo per
potenza estratta dalla vena fluida, i generatori ad induzione di alcune
turbine a velocità fissa hanno due avvolgimenti statorici, di cui uno con un numEnergogreen Renewables S.r.l.
mità della pala all’aumentare della velocità del vento, fornendo un meccanismo automatico passivo di regolazione della potenza. Questo tipo di regolazione era ampiamente utilizzato nelle prime turbine eoliche commercializzate dotate di generatori asincroni generalmente con tre pale ad angolo di Pitch fisso, mozzo rigido e progettate per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In q
otenza. Questo tipo di regolazione era ampiamente utilizzato nelle prime
turbine eoliche commercializzate dotate di generatori asincroni generalmente conEnergogreen Renewables S.r.l.
rcializzate dotate di generatori asincroni generalmente con tre pale ad angolo di Pitch fisso, mozzo rigido e progettate per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In questi tipi di turbine , quando i freni meccanici vengono rilasciati, il rotore si porta in rotazione alla velocità di funzionamento e poi il generatore asincrono è connesso alla rete, oppure il rotore viene avviato
per avere il TSR ottimale a basse velocità del vento. In questi tipi di
turbine, quando i freni meccanici vengono rilasciati, il rotore si porta in rotaEnergogreen Renewables S.r.l.
roblemi quali vibrazioni, instabilità, difficoltà nella previsione sia dell’entrata in stallo, sia del ritorno al flusso laminare. 7.8.6. Regolazione passiva dello stallo a due velocità Alcune turbine erano dotate di generatori asincroni a due velocità con i quali era possibile regolare parzialmente l’entrata in stallo, mitigando l’effetto della variazione di velocità del vento. Questo sist
laminare. 7.8.6. Regolazione passiva dello stallo a due velocità Alcune
turbine erano dotate di generatori asincroni a due velocità con i quali era possEnergogreen Renewables S.r.l.
olo di Pitch è generalmente mantenuto fisso per limitare l’usura del meccanismo di regolazione: ciò riduce l’efficienza della turbina ma migliora l’affidabilità complessiva del sistema. 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la mass
della turbina ma migliora l’affidabilità complessiva del sistema. 7.8.8.
Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocitEnergogreen Renewables S.r.l.
a del meccanismo di regolazione: ciò riduce l’efficienza della turbina ma migliora l’affidabilità complessiva del sistema. 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità
a. 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le
turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installEnergogreen Renewables S.r.l.
rbina ma migliora l’affidabilità complessiva del sistema. 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità del vento. Difatti, con il funzionamento a velocità variabile è p
anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di
turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima effiEnergogreen Renewables S.r.l.
abilità complessiva del sistema. 7.8.8. Turbine a velocità di rotazione variabile Negli ultimi anni le turbine a velocità variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su un ampio intervallo di velocità del vento. Difatti, con il funzionamento a velocità variabile è possibile adattare continu
à variabile sono diventate i principali tipi di turbine installate. Tali
turbine sono progettate per raggiungere la massima efficienza aerodinamica su unEnergogreen Renewables S.r.l.
one opportuna fissati sulla superficie o interni alla pala oppure aggiungendo una maglia metallica interna alla superficie della pala (Figura 13). 7.11.3. Protezione mozzo/ogiva Il mozzo delle turbine di grossa taglia è di fatto un blocco d’acciaio cavo di forma pressoché sferica del diametro di 2-3m, perciò lo spessore stesso del materiale assicura che il mozzo sia di per sé immune alle fu
ie della pala (Figura 13). 7.11.3. Protezione mozzo/ogiva Il mozzo delle
turbine di grossa taglia è di fatto un blocco d’acciaio cavo di forma pressoché Energogreen Renewables S.r.l.
un fulmine colpisca direttamente l'ogiva, un’adeguata protezione deve essere considerata ed eventualmente realizzata con una struttura metallica collegata al mozzo. Ciò a maggior ragione nelle turbine in cui vi sono sistemi di controllo elettromeccanici ed attuatori (es. sistemi di regolazione angolo di Pitch) collocati tra il mozzo e lo spinner. 7.11.4. Protezione supporti e sistemi idraul
una struttura metallica collegata al mozzo. Ciò a maggior ragione nelle
turbine in cui vi sono sistemi di controllo elettromeccanici ed attuatori (es. sEnergogreen Renewables S.r.l.
Velocità nominale del vento: 3,6 m/s; Ritaglio: 12,5 m/s; Classe di vento: 20 m/s; Durata di vita: 20 anni; Controllo della potenza: Velocità variabile, controllo di passo variabile; Concetto turbine : Ingranaggio planetario a magnete permanente con velocità media del generatore sincrono e convertitori di fondo scala. ROTORE Tipo: Turbina a 3 lame; Diametro: 60 m; Area spazzata: 2827; Veloc
ella potenza: Velocità variabile, controllo di passo variabile; Concetto
turbine: Ingranaggio planetario a magnete permanente con velocità media del geneEnergogreen Renewables S.r.l.
ollo;  tre pale non assemblate;  mozzo del rotore e la sua protezione;  unità di controllo;  accessori (scala, linea di sicurezza, bullonerie d’assemblaggi ecc…). Tutte le componenti delle turbine saranno deposistate nella piazzola di stoccaggio che sarà realizzata nella fase di costruzione dell’impianto eolico. 10. IL CANTIERE Il cantiere che si andrà ad allestire per la installazione
di sicurezza, bullonerie d’assemblaggi ecc…). Tutte le componenti delle
turbine saranno deposistate nella piazzola di stoccaggio che sarà realizzata nelEnergogreen Renewables S.r.l.
, per non interferire l’una con l’altra. Le fondazioni in platea di cemento armato ancora a pali di fondazione, sono totalmente interrate ed è quidni possibile, terminata l’installazione delle turbine , proceder al ripristino della vegetazione originaria. Il terreno non occupato fisicamente dalle torri è totalmente libero ed esente da pericoli o qualsivoglia interferenza. Grazie al buon sens
almente interrate ed è quidni possibile, terminata l’installazione delle
turbine, proceder al ripristino della vegetazione originaria. Il terreno non occEnergogreen Renewables S.r.l.
ginaria. Il terreno non occupato fisicamente dalle torri è totalmente libero ed esente da pericoli o qualsivoglia interferenza. Grazie al buon senso al sito, i lavori per l’installazione delle turbine eoliche, prelievo di carotaggi e analisi del terreno, messa in opera delle fondazioni adeguate, erezione delle torri e dei rotori, prevedono un’effettuazione in tempi brevi. Una volta terminat
erenza. Grazie al buon senso al sito, i lavori per l’installazione delle
turbine eoliche, prelievo di carotaggi e analisi del terreno, messa in opera delEnergogreen Renewables S.r.l.
zione in tempi brevi. Una volta terminata la realizzazione dell’impianto, il suolo con la vegetazione è riposto nella posizione originaria, in modo da coprire completamente le fondazioni delle turbine eoliche, prelievo di carotaggi e analisi del terreno, messa in opera delle fondazioni adeguate, erezione delle torri e dei rotori, prevedono un’effettuazione in tempi brevi. Una volta terminat
sizione originaria, in modo da coprire completamente le fondazioni delle
turbine eoliche, prelievo di carotaggi e analisi del terreno, messa in opera delEnergogreen Renewables S.r.l.
zione in tempi brevi. Una volta terminata la realizzazione dell’impianto, il suolo con la vegetazione è riposto nella posizione originaria, in modo da coprire completamente le fondazioni delle turbine per un’altezza superiore al metro. In questo modo si conservano le osservanze autoctone ed è mantenuta la continuità con il manto vegetativo circostante. 11.1.1. Fondazioni Le fondazioni avran
sizione originaria, in modo da coprire completamente le fondazioni delle
turbine per un’altezza superiore al metro. In questo modo si conservano le osserEnergogreen Renewables S.r.l.
rsone sono presenti 24 ore al giorno deve essere assolutamente evitato; gli aerogeneratori sono installati a 1500 m di distanza dall’edificio più vicino. Si stima la gittata per questo tipo di turbine inferiore a 200 m. 15. OMBREGGIAMENTO L’ombra delle tre pale in movimento 17 giri al minuto crea disturbo in quanto l’ombra si ripete 51 volte al minuto, la lunghezza dell’ombra varia dall’ora
istanza dall’edificio più vicino. Si stima la gittata per questo tipo di
turbine inferiore a 200 m. 15. OMBREGGIAMENTO L’ombra delle tre pale in movimentEnergogreen Renewables S.r.l.
a 700 m. come sopra indicato l’edificio più vicino è di 1500 m. Pertanto il margine di sicurezza è adeguato. 16. EFFETTI SOCIO-CULTURALI Aldilà dell’indubbio impatto visivo rappresentato dalle turbine eoliche, la ricaduta sull’immagine della zona è senz’altro positiva; va rilevato che l’installazione si traduce in una fornitura d’energia elettrica in pratica illimitata, senza “consumare” ri
SOCIO-CULTURALI Aldilà dell’indubbio impatto visivo rappresentato dalle
turbine eoliche, la ricaduta sull’immagine della zona è senz’altro positiva; va Energogreen Renewables S.r.l.
tura d’energia elettrica in pratica illimitata, senza “consumare” risorse naturali e senza produrre nessuna forma d’inquinante. In Paesi come la Danimarca, L’Olanda, la Spagna, la Germania, le turbine eoliche si sono inserite perfettamente nel paesaggio naturale al pari di qualsiasi altro prodotto antropico (come gli antichi mulini a vento) trovando così anche una loro collocazione cultural
inante. In Paesi come la Danimarca, L’Olanda, la Spagna, la Germania, le
turbine eoliche si sono inserite perfettamente nel paesaggio naturale al pari diEnergogreen Renewables S.r.l.
iasi altro prodotto antropico (come gli antichi mulini a vento) trovando così anche una loro collocazione culturale e storica. 17. IMPATTO AMBIENTALE 17.1. FLORA E FAUNA Il funzionamento delle turbine non ha nessun effetto sui processi vitali della vegetazione, come ampiamente dimostrato. L’unica interferenza con la flora è nella fase della realizzazione, risolto com’è stato specificato nel
orica. 17. IMPATTO AMBIENTALE 17.1. FLORA E FAUNA Il funzionamento delle
turbine non ha nessun effetto sui processi vitali della vegetazione, come ampiamEnergogreen Renewables S.r.l.
La bassa velocità di rotazione elimina qualsiasi problema con l’avifauna e con il bestiame da pascolo. Studi e relazioni d’enti indipendenti di ricerca attestano come i modelli più recenti di turbine eoliche abbiano ridotto questi problemi virtualmente a zero, a differenza di quanto avviene con tutte le altre strutture prodotte dall’uomo, quali edifici, tralicci dell’alta tensione, ponti,
i d’enti indipendenti di ricerca attestano come i modelli più recenti di
turbine eoliche abbiano ridotto questi problemi virtualmente a zero, a differenzEnergogreen Renewables S.r.l.
avviene con tutte le altre strutture prodotte dall’uomo, quali edifici, tralicci dell’alta tensione, ponti, autoveicoli, ecc. non esistono, e non sono mai stati osservati, altri effetti delle turbine eoliche sulla fauna terrestre. Vogliamo ancora evidenziare altre esperienze: - in siti con intenso passaggio d’uccelli migratori, in passato, quando le turbine eoliche erano più piccole e ad a
, ecc. non esistono, e non sono mai stati osservati, altri effetti delle
turbine eoliche sulla fauna terrestre. Vogliamo ancora evidenziare altre esperieEnergogreen Renewables S.r.l.
i osservati, altri effetti delle turbine eoliche sulla fauna terrestre. Vogliamo ancora evidenziare altre esperienze: - in siti con intenso passaggio d’uccelli migratori, in passato, quando le turbine eoliche erano più piccole e ad alta velocità di rotazione, si sono osservati incidenti all’avifauna; - tali incidenti erano più frequenti con turbine eoliche provviste di torre a traliccio, po
in siti con intenso passaggio d’uccelli migratori, in passato, quando le
turbine eoliche erano più piccole e ad alta velocità di rotazione, si sono osserEnergogreen Renewables S.r.l.
d’uccelli migratori, in passato, quando le turbine eoliche erano più piccole e ad alta velocità di rotazione, si sono osservati incidenti all’avifauna; - tali incidenti erano più frequenti con turbine eoliche provviste di torre a traliccio, poiché gli uccelli potevano essere indotti a nidificare sui tralicci, come del resto viene con le linee ad alta tensione; - le turbine eoliche di modern
servati incidenti all’avifauna; - tali incidenti erano più frequenti con
turbine eoliche provviste di torre a traliccio, poiché gli uccelli potevano esseEnergogreen Renewables S.r.l.
più frequenti con turbine eoliche provviste di torre a traliccio, poiché gli uccelli potevano essere indotti a nidificare sui tralicci, come del resto viene con le linee ad alta tensione; - le turbine eoliche di moderna concezione, come quelle da noi proposte, hanno una velocità di rotazione molto bassa e sono provviste di torre cilindroconica, sulla quale è impossibile nidificare; - come r
e sui tralicci, come del resto viene con le linee ad alta tensione; - le
turbine eoliche di moderna concezione, come quelle da noi proposte, hanno una veEnergogreen Renewables S.r.l.
le da noi proposte, hanno una velocità di rotazione molto bassa e sono provviste di torre cilindroconica, sulla quale è impossibile nidificare; - come risultato le collisioni degli uccelli con turbine eoliche sono diventate molto rare. In conclusione l’impianto non disturba l’ambiente e permette di continuare l’eventuale impiego agricola del terreno. 17.2. RUMORE Le turbine eoliche d’ultima
impossibile nidificare; - come risultato le collisioni degli uccelli con
turbine eoliche sono diventate molto rare. In conclusione l’impianto non disturbEnergogreen Renewables S.r.l.
egli uccelli con turbine eoliche sono diventate molto rare. In conclusione l’impianto non disturba l’ambiente e permette di continuare l’eventuale impiego agricola del terreno. 17.2. RUMORE Le turbine eoliche d’ultima generazione sono del tipo controvento tripala. Come già accennato, tali caratteristiche, insieme al profilo aerodinamico affilato e alla bassa velocità di rotazione, fanno sì
di continuare l’eventuale impiego agricola del terreno. 17.2. RUMORE Le
turbine eoliche d’ultima generazione sono del tipo controvento tripala. Come giàEnergogreen Renewables S.r.l.
zione sono del tipo controvento tripala. Come già accennato, tali caratteristiche, insieme al profilo aerodinamico affilato e alla bassa velocità di rotazione, fanno sì che la rumorosità delle turbine sia estremamente ridotta. Il livello del rumore dalle macchine supera quello generato naturalmente dal vento in misura molto variabile in funzione della velocità del vento. Da misure dirette r
ato e alla bassa velocità di rotazione, fanno sì che la rumorosità delle
turbine sia estremamente ridotta. Il livello del rumore dalle macchine supera quEnergogreen Renewables S.r.l.
o degli impianti eolici non provoca nessun effetto o inquinamento di sorta a livello delle risorse idriche. 17.5. ATMOSFERA Non esiste alcuna emissione inquinante dell’atmosfera da parte delle turbine coliche. Esistono, invece, notevolissime trasformazioni positive indotte dall’intervento sull’atmosfera, in termini d’inquinamento evitato. 17.6. INQUINAMENTO EVITATO Le caratteristiche tecnic
ERA Non esiste alcuna emissione inquinante dell’atmosfera da parte delle
turbine coliche. Esistono, invece, notevolissime trasformazioni positive indotteEnergogreen Renewables S.r.l.
ece è la stima dei combustibili risparmiati annualmente grazie all’eolico, ossia dei combustibili che non sono bruciati in centrali termoelettriche. 17.7. IMPATTO VISIVO L’impatto visivo delle turbine eoliche dell’ultima generazione è ammorbidito dal design slanciato e dal movimento di rotazione delle pale molto lento grazie a queste caratteristiche, le turbine stesse s’inseriscono nel paes
in centrali termoelettriche. 17.7. IMPATTO VISIVO L’impatto visivo delle
turbine eoliche dell’ultima generazione è ammorbidito dal design slanciato e dalEnergogreen Renewables S.r.l.
VISIVO L’impatto visivo delle turbine eoliche dell’ultima generazione è ammorbidito dal design slanciato e dal movimento di rotazione delle pale molto lento grazie a queste caratteristiche, le turbine stesse s’inseriscono nel paesaggio senza alterarlo negativamente, ma portano un’immagine di pulizia e di rispetto per l’ambiente. Questi modelli, provvisti di un ampio rotore e pale sottili, p
di rotazione delle pale molto lento grazie a queste caratteristiche, le
turbine stesse s’inseriscono nel paesaggio senza alterarlo negativamente, ma porEnergogreen Renewables S.r.l.
adeguate per cui è necessario regolarizzarla, i proprietari sono favorevoli perché ciò garantisce anche a loro di percorrerla con più comodità. 20. I CERTIFICATI DI QUALITÀ La produzione delle turbine dovrà essere certificata secondo lo Standard di Qualità Internazionale ISO-9001. Dovrà inoltre rispettare le normative: italiane, danesi, francesi, inglesi, spagnole, tedesche, in vigore al mo
rerla con più comodità. 20. I CERTIFICATI DI QUALITÀ La produzione delle
turbine dovrà essere certificata secondo lo Standard di Qualità Internazionale IEnergogreen Renewables S.r.l.
Il sito è agevolmente raggiungibile dalla Fondovalle del Biferno (SS647). E’ stato compiuto uno studio dettagliato del percorso, per i trasporti eccezionali previsti; i pezzi speciali (torri, turbine , pale) verranno caricati su autoarticolati per raggiungere il sito. In apposite tavole e nella relazione descrittiva allegate al progetto, sono riportati i risultati dei sopralluoghi e degli s
percorso, per i trasporti eccezionali previsti; i pezzi speciali (torri,
turbine, pale) verranno caricati su autoarticolati per raggiungere il sito. In aEDP Renewables
i servizio che seguiranno, fin dove possibile, i tracciati delle vie esistenti (vedi studio e verifica della viabilità con planimetrie allegate). Le strade di servizio collegheranno le singole turbine eoliche; ogni generatore sarà circondato da uno spazio ideato per favorire i lavori di sollevamento durante l’edificazione e l’eventuale intervento di manutenzione e/o di sostituzione di eleme
on planimetrie allegate). Le strade di servizio collegheranno le singole
turbine eoliche; ogni generatore sarà circondato da uno spazio ideato per favoriEDP Renewables
mizzando la logistica interna di cantiere e limitando, con semplici irrigazioni, la polverosità delle strade. • Rumori aerodinamici saranno in una certa misura generati dal funzionamento delle turbine eoliche della centrale. Il loro posizionamento in aree lontane dalle zone residenziali e lo studio condotto (vedi allegata Relazione Acustica) dimostra che gli abitanti delle zone circostanti
erodinamici saranno in una certa misura generati dal funzionamento delle
turbine eoliche della centrale. Il loro posizionamento in aree lontane dalle zonEDP Renewables
gradevoli rispetto a quelli a traliccio. Inoltre: • L’effetto di riflessione delle pale sarà minimizzato attraverso l’uso di vernici speciali che ricopriranno le pale. • L’effetto ombra delle turbine eoliche è stato ridotto dall’attenta considerazione nell’ubicazione dell’impianto. • Sarà adottata la scelta precauzionale di colorare le pale in modo visibile tale da non impedire il passaggi
so di vernici speciali che ricopriranno le pale. • L’effetto ombra delle
turbine eoliche è stato ridotto dall’attenta considerazione nell’ubicazione dellEDP Renewables
ità limitata e tutti i materiali saranno accompagnati da accurate documentazioni. • La strada pubblica potrà subire un incremento massimo del traffico durante il trasporto dei montanti e delle turbine . Il trasporto speciale sarà autorizzato e regolamentato dalla polizia stradale. • E’ esclusa la possibilità di pericoli per i residenti delle zone limitrofe. 4. IMPATTI POSITIVI Le ricadute ec
ncremento massimo del traffico durante il trasporto dei montanti e delle
turbine. Il trasporto speciale sarà autorizzato e regolamentato dalla polizia stEDP Renewables
e (velocità del vento di cutoff) avviene mediante controllo del passo delle pale o mediante controllo di imbardata, disallineando l’aerogeneratore rispetto alla direzione del vento. - tutte le turbine saranno uguali in quanto a misura e manifattura. - iI colore degli elementi che le comporranno, come pilone, navicella e pale sarà chiaro. Inoltre, le pale saranno rivestite da una vernice spe
llineando l’aerogeneratore rispetto alla direzione del vento. - tutte le
turbine saranno uguali in quanto a misura e manifattura. - iI colore degli elemeEDP Renewables
altamente specializzato proviene dalla trentennale esperienza di TCS Energie che opera con successo nel settore delle rinnovabili. Attualmente, il core business aziendale è rappresentato dalle turbine minieoliche da 20kW a 60kW, ideate e realizzate presso gli stabilimenti di Pesaro, grazie anche alla preziosa collaborazione dell’Università Politecnica delle Marche e di importanti realtà pro
nnovabili. Attualmente, il core business aziendale è rappresentato dalle
turbine minieoliche da 20kW a 60kW, ideate e realizzate presso gli stabilimenti Ergo Wind S.r.l.

Notes:
1 Where to start a query
2Smart Searcht breaks the user's input into individual words and then matches those words in any position and in any order in the table (rather than simple doing a simple string compare)
3Regular Expressions can be used to initialize advanced searches. In the regular expression search you can enter regular expression with various wildcards such as:

";