L'Energia Eolica

L'Energia Eolica

è l'energia messa a disposizione dal vento e costituita essenzialmente dall'energia cinetica della massa d'aria in movimento .

L'energia eolica per la produzione di energia elettrica viene utilizzata mediante l'uso di aerogeneratori (figura 1.2) .

Figura 1.2 : aerogeneratore per la produzione di energia elettrica

Essi sono costituiti essenzialmente da un palo di sostegno che monta alla sua sommità la navicella , costituita da un involucro esterno , all'interno del quale c'è il moltiplicatore di giri , il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari .

La navicella può ruotare rispetto al sostegno in modo da rimanere sempre parallela alla direzione del vento e mantenere così le pale ortogonali al flusso d'aria .

Le pale , montate sul mozzo e disegnate con profilo tale che il flusso d'aria che le investe azioni il rotore , convertono l'energia cinetica del vento in meccanica che attraverso gli organi di trasmissione arriva al generatore elettrico ad un  trasformatore generalmente collocato alla base della torre e allacciato alla rete .

L'energia eolica viene definita come l'energia disponibile in una vena fluida della massa d'aria in movimento.

La  potenza teorica disponibile in una vena fluida di sezione "S" perpendicolare alla direzione del vento che soffi ad una velocità "v" è data da :

             (1.1.2)

dove :

 : densità dell'aria,generalmente 1.225kg/m³.

 : velocità del vento .

Solo un aliquota di questa potenza può essere captata dagli organi mobili dell'aeromotore , sia per la necessità di assicurare la continuità del flusso fluido attraverso la palettatura , sia per le forze di attrito che inevitabilmente si verificano .

Usando la teoria di Betz  si perviene a :

             (2.1.2)

dove:

S : superficie della palettatura (n° infinito di pale)

Se si vuole effettuare una stima della potenzialità della risorsa eolica in prima approssimazione questa può essere effettuata utilizzando la potenza massima per unità di superficie  mediante le seguenti espressioni :

                                         (3.1.2)

      (4.1.2)

Una stima dell'energia eolica potenzialmente sfruttabile in un determinato sito è un'operazione alquanto complessa perché la produzione di un impianto eolico dipende fortemente dalle caratteristiche anemologiche del luogo dove vengono installati gli aerogeneratori e queste risultano  a loro volta fortemente influenzate dall'orografia locale .

Pertanto per una corretta valutazione sono necessari rilievi effettuati in loco ed estesi a lunghi periodi di tempo affinché abbiano un reale significato statistico.

Per il sito di interesse sarà infatti necessario conoscere la curva di durata della velocità del vento , , da cui poi verrà calcolata la velocità media annua .

L'indagine anemologica solitamente viene svolta dalla stessa ditta fornitrice degli aerogeneratori e se il sito prescelto dovesse risultare idoneo , cioè sorpassare le 2000 ore anno di vento con una velocità media superiore ai 6 metri al secondo , allora si passerebbe all'impianto del campo eolico.

Purtroppo però un'indagine di questo tipo risulta molto costosa per cui in prima istanza si può valutare la potenzialità della risorsa mediante l'utilizzo di atlanti eolici italiani (figura 1.3) , i quali riportano in maniera approssimativa la velocità media annua e la sua durata per tutta  l'Italia ; solo se dalle mappe dovesse scaturire un risultato positivo allora si passerebbe all'indagine anemometrica accurata .

Figura 1.3 : mappa eolica dell'alta Toscana