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Informativa
Funzionamento dell'eolico
L'energia eolica è la conversione derivante dal vento in forma di elettricità, utilizzando turbine eoliche. I paesi all'avanguardia nello strumento di questa energia sono la Danimarca, la Spagna, il Portogallo e la Germania. La possibilità di sfruttare il vento dipende ovviamente dalle caratteristiche morfologiche del terreno e dalla posizione. Sicuramente nazioni come Danimarca, Spagna e Portogallo, Regno Unito sono avvantaggiate.
Generatore eolico
I generatori eolici sono macchine rotanti in grado di convertire l'energia cinetica del vento in energia meccanica e da qui in energia elettrica. Gli aerogeneratori sono realizzati in varie taglie a seconda del tipo di impianto che si deve realizzare. Si parla in questi casi di impianti eolici o impianti minieolici. Sono entrambi realizzati con lo stesso criterio, quindi hanno gli stessi componenti e lo stesso funzionamento, ma scale nettamente diverse. I rotori degli impianti eolici di grossa taglia hanno rotori con pale di almeno 20 metri invece gli impianti minieolici possono avere anche pale di soli 3 metri.
Una delle frequenti distinzioni fra aerogeneratori è quella tra asse di rotazione orizzontale o asse verticale. Il mercato è comunque quasi totalmente occupato dalle turbine ad asse orizzontale. Il motivo è che questi impianti garantiscono la possibilità di ottimizzare meglio la risorsa vento tramite anche regolazioni dell'angolo di attacco delle pale in base alla condizioni del vento e permettono di raggiungere quote più elevate dove il vento è più forte. Gli impianti ad asse verticale hanno il vantaggio di non necessitare di orientarsi rispetto al vento, ma permettono di raggiungere altezze inferiori e hanno un rendimento energetico più basso ed attualmente stanno invadendo il campo nei settori mini e micro, dove hanno i numeri per combattere.
Posizionamento del generatore eolico
In collina il generatore può trarre vantaggio dall'altezza, essendo installato in cima. I venti in ascesa, sommati ai venti direzionali, forniscono una forza del 200 % (freccia verde)
Bisogna però porre attenzione alla conformazione del terreno, poiché una collina dolce può favorire l'affluenza del vento; ma una forte pendenza può essere d'intralcio al vento modificandone significativamente la direzione e quindi l'intensità che arriverà al generatore. In questo caso ci sarà vento, ma avente moto vorticoso che va a discapito della produzione ( freccia rossa).
Nel caso in cui il generatore venga installato a valle, la forza del vento che giungerà al generatore dipenderà dai venti trasversali. Se il vento soffia in direzione del solco, trasversalmente alle colline, queste possono convogliare una grande quantità di energia sul generatore. Se il vento non è trasversale le colline devieranno la direzione del vento.
La velocità del vento aumenta progressivamente con l'aumentare dell'altezza del terreno, poiché il terreno e i vari ostacoli frenano il vento stesso e spesso provocano vortici incontrollabili. Quindi è opportuno posizionare il generatore più lontano possibile da eventuali ostacoli e più in alto possibile. Nella figura sono illustrate le distanze minime da rispettare per avere un'istallazione ottimale. Nel campo eolico c'è una sola regola: più in alto si istalla il generatore, più si possono intercettare fiumi di vento liberi.
Il primo luogo che viene in mente per l'istallazione è proprio accanto ad un'abitazione, ma la configurazione della morfologia degli ostacoli sconsiglia tale condizione. La casa, essendo molto vicina e quasi sempre alla stessa altezza del generatore, provoca quindi moti vorticosi che vanno a discapito della produzione, quindi è meglio distante dalla stessa o sopra alla stessa.
Bisogna preoccuparsi anche degli ostacoli dietro il generatore, poiché non permette la fuga della corrente d'aria. Il vento nasce dalla differenza di pressione di due zone, quindi oltre a favorire l'ingresso del vento nel generatore, bisogna favorirne ance l'uscita, per non diminuire la sua velocità.
Vediamo ora le varie tipologie di generatori :
Orizzontali
I generatori eolici orizzontali sono adatti per impianti in isola e connessi alla rete, baite, rifugi, case isolate dalla rete elettrica, telecomunicazioni, telecontrollo, pompaggio dell'acqua, case sulla spiaggia e molte altre applicazioni dove c'è necessita di energia elettrica. Se il vento raggiunge velocità pericolose, subentra automaticamente il meccanismo per limitare convenientemente la velocità di rotazione delle pale. Il meccanismo è composto da più pale simmetriche. Il design aereodinamico del rotore assicura una massima potenza di acquisizione del vento e permettono al generatore di operare con bassi livelli di rumore e di vibrazioni.
Le pale sono realizzate in nylon rinforzato in fibra di vetro, legno alluminio, grazie ad una avanzata ingegneria termoplastica, per garantire massima resistenza, flessibilità ed affidabilità. La loro particolare forma ad ala permette al rotore di azionarsi anche in basse condizioni di vento. Inoltre il design aereodinamico permette alle pale, grazie al sistema "Over -speed breaking". di ruotare su se stesse per aumentare la resistenza nei confronti del vento, in modo tale da garantire la sicurezza in caso di forte vento. Il motore è in trifase senza spazzole, composto da un alternatore a magneti permanenti e rotore al neodimio. Il corpo del generatore è in alluminio rivestito con verniciatura a polvere, per resistere agli agenti atmosferici e alla corrosione del sale. Questo significa che può essere installato in prossimità del mare, in quanto resiste alla salsedine.
Verticali
La turbina eolica ad asse verticale è una turbina eolica verticale a basso avvio del vento, silenziosa, sicura ed affidabile. Utilizza un generatore trifase con rotore esterno con un'avvio della velocità del vento di 1,5 m/s. E' stata ampiamente utilizzata per l'illuminazione stradale, le scuole, i supermercati, le case e le torri delle telecomunicazioni. Il particolare rotore del generatore ad asse verticale è costruito con tecnologie e materiali di ultima generazione, si caratterizza per la rinnovata forma aereodinamica.
Già ad una velocità del vento di 2-3 m/s, indipendentemente dalla posizione di partenza, il rotore produce energia elettrica. Gli impianti eolici non emettono rumori fastidiosi e persino quando ci sono dei venti forti, nelle immediate vicinanze si avverte solo un leggero ronzio. Sono disponibili generatori ad asse verticale per impianti ad isola con accumulo di energia in batteria, per il riscaldamento ed il pompaggio dell'acqua e per l'immissione in rete elettrica. Disponibili anche modelli per la produzione di acqua calda. Una volta installati, questi generatori, grazie alla loro resistenza e robustezza, necessitano di scarsa manutenzione. Sono adatti per essere installati vicino al mare o in montagna. La produzione di energia dipende dalla configurazione del sistema. Un esempio tipico è dato dal generatore eolico collegato a carica batterie e batterie. A causa di perdite nel cablaggio, l'efficienza del carica batterie e delle batterie può variare dal 65% all'80%. Vantaggi:
- Ottimo funzionamento con venti da tutte le direzioni
- Costruzione robusta in grado di resistere a venti di tempesta
- Avvio di inizio carica automatico anche con venti deboli di soli 3 m/s
- Funzionamento estremamente silenzioso
- Flessibilità di utilizzo con diverse soluzioni: sistemi caricabatterie, sistemi di riscaldamento acqua, sistemi di immissione in rete elettrica.
Partiamo insieme verso il futuro
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