I grandi parchi eolici sono normalmente collegati alla rete elettrica, invece piccole turbine possono essere utilizzate sia per fornire energia a luoghi isolatio che essere collegate alla rete di distribuzione nazionale. L'energia eolica fa parte insieme al solare, al geotermico, all’idrico e alle biomasse delle cosiddette energie alternative/rinnovabili. L’energia eolica è abbondante, rinnovabile, ampiamente distribuita, pulita, e non produce emissioni di gas serra, ma la costruzione di parchi eolici (come con le altre forme di energia elettrica) non è universalmente accettata a causa del suo impatto visivo.

Facciamo una distinzione tra grandi impianti eolici, mini eolici e micro eolici.

Per grandi impianti eolici si intende impianti per la produzione di energia elettrica da fonte eolica ottenuta per mezzo di un aerogeneratore con taglia superiore ai 200 kW e con aerogeneratori aventi altezze al di sotto dei 30 metri. Sopra i 200 kW si parla di eolico di grande taglia con aerogeneratori fino a 2-3 MW collocati a terra e fino a 10 MW per impianti installati in mare (off-shore).

Per impianti mini eolici si intende impianti per la produzione di energia elettrica con taglia dai 60 kW ai 200 kW . Gli impianti mini eolici possono essere allacciati alla rete elettrica pubblica oppure funzionare isolati. Se gli impianti mini eolici vengono ubicati non in modo concentrato ma maniera sparsa nel territorio hanno la capacità di fornire energia sufficiente a singoli fabbricati, a villaggi o piccolissimi paesi, con il vantaggio di avere una discreta riduzione di perdite di energia sulla rete di distribuzione, proprio per la loro vicinanza alle utenze. Le recenti normative sull’energia rinnovabile hanno permesso un più facile accesso, a chiunque ne abbia i requisiti, alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili con più semplici procedure e con la possibilità di vendere alla rete pubblica l’energia elettrica prodotta; infine ci sono degli incentivi analoghi a quelli per gli impianti fotovoltaici (se ne può usufruire solo gli impianti mini eolici con potenza installata inferiore a 200 kw).

Infine per impianti micro eolici si intende impianti da poche centinai di Watt fino a potenze di 20/60 kW. Generalmente vengono utilizzate per la produzione di energia elettrica sul posto. Questi micro aerogeneratori possono alimentare utenze isolate come gruppi di pompaggio, utenze rurali, illuminazioni isolate ecc , in questi casi l’energia prodotta e non consumata viene immagazzinata in appositi accumulatori (batterie). Macchine micro eoliche allacciate alla rete elettrica di bassa tensione possono integrare la richiesta di energia elettrica delle utenze oppure vendere la gestore l’energia prodotta ( ciò però consentito solo con aerogeneratori di potenza maggiore di 20 kW). Gli aerogeneratori sono turbine eoliche (sia verticali che orizzontali) che utilizzano l’energia cinetica del flusso d’aria che attraversa il rotore. La differenza di velocità della massa d’aria tra monte e valle del rotore si riflette in una differenza corrispondente alla quantità di energia cinetica che muove il rotore e il connesso generatore elettrico. La potenza estraibile dal vento, per mezzo di un aerogeneratore, cresce all’aumentare della superficie delle pale e della velocità del vento e della densità dell’aria.

FUNZIOMANENTO IMPIANTI EOLICI

Analizziamo nel particolare il funzionamento di questi impianti.

Gli aerogeneratori sono turbine eoliche (sia verticali che orizzontali) che utilizzano l’energia cinetica del flusso d’aria che attraversa il rotore. La differenza di velocità della massa d’aria tra monte e valle del rotore si riflette in una differenza corrispondente alla quantità di energia cinetica che muove il rotore e il connesso generatore elettrico. La potenza estraibile dal vento, per mezzo di un aerogeneratore, cresce all’aumentare della superficie delle pale e della velocità del vento e della densità dell’aria. Le pale della macchina (comunemente tre) sono fissate su un mozzo e nell'insieme costituiscono il rotore che normalmente si posiziona controvento. Il mozzo, a sua volta, è collegato a un albero sul quale è posizionato un freno a valle del quale si trova il generatore elettrico da cui dipartono i cavi elettrici diretti alle utenze da alimentare o alla rete. Tutti questi elementi sono ubicati in una cabina detta navicella o gondola la quale a sua volta è posizionata su di un supporto-cuscinetto, orientabile in base alla direzione del vento. La navicella viene completata da un sistema di controllo di potenza, che interrompe il funzionamento della macchina in caso di vento eccessivo. Un timone posto in coda garantisce la migliore posizione della navicella in relazione alla direzione del vento. L'intera navicella è poi posizionata su di una torre che può essere a traliccio, tubolare o ad aste strallate.

Le pale della macchina (comunemente tre) sono fissate su un mozzo e nell'insieme costituiscono il rotore che normalmente si posiziona controvento. Il mozzo, a sua volta, è collegato a un albero sul quale è posizionato un freno a valle del quale si trova il generatore elettrico da cui dipartono i cavi elettrici diretti alle utenze da alimentare o alla rete. Tutti questi elementi sono ubicati in una cabina detta navicella o gondola la quale a sua volta è posizionata su di un supporto-cuscinetto, orientabile in base alla direzione del vento. La navicella viene completata da un sistema di controllo di potenza, che interrompe il funzionamento della macchina in caso di vento eccessivo. Un timone posto in coda garantisce la migliore posizione della navicella in relazione alla direzione del vento. L'intera navicella è poi posizionata su di una torre che può essere a traliccio, tubolare o ad aste strallate.

Gli aspetti caratteristici che differenziano una tipologia di macchina da un'altra, indipendentemente dalla taglia di potenza e quindi di dimensione, sono i seguenti:

• Sistema di controllo della potenza: a passo o a stallo.
• Velocità del rotore: costante o variabile.
• Presenza o assenza del moltiplicatore di giri

La macchina eolica deve essere installata in un luogo ventoso, quelle attualmente in commercio necessitano di una velocità minima del vento di circa 3 metri al secondo per poter entrare in funzione. Per valutare l'effettiva potenzialità di un impianto è indispensabile conoscere le ORE EQUIVALENTI annue di funzionamento alla potenza nominale, tale parametro è determinato da:

• Distribuzione di frequenza della velocità del vento
• Curva di durata della velocità del vento
• Distribuzione di frequenza della velocità del vento

In Italia la velocità media del vento in generale presenta valori abbastanza contenuti; la fetta più grande della produzione di energia eolica è realizzata in poche regioni quali Molise, Campania, Puglia, Sicilia e Sardegna. Ma ci sono anche aree in cui si ottiene un buon rendimento energetico come nelle zone sopra i 600 metri sul livello del mare (catena appenninica) e su quasi tutte le coste. Risulta conveniente installare un impianto mini eolico nelle zone in cui il vento spira in maniera tale da permettere durante l'arco dell'anno il suo corretto funzionamento e una produzione energetica tale da consentire un ritorno rispetto al costo sostenuto per l’installazione. Per arrivare a quanto detto è importante conoscere la velocità media del vento annuale, e l’altezza alla quale collocare l’impianto mini eolico (sono da escludere luoghi in cui la velocità media è inferiore ai 3 metri al secondo). Viste le modeste dimensioni degli impianti mini eolici (mediamente torre di 6 metri e pale di 3 metri), questi possono essere collocati anche in zone urbane, vicino ad abitazioni e addirittura sui tetti degli edifici. Per determinare le ore equivalenti di funzionamento di un impianto in un sito è possibile svolgere delle campagne di misura sul posto o consultare l'Atlante Eolico interattivo; in Italia le zone favorevoli sono situate al centro-sud e sulle isole.

Gli impianti micro-eolici di potenza non superiore ai 20 kW generalmente non sono soggetti a Valutazione di Impatto Ambientale (VIA), è però opportuno che il soggetto intenzionato a realizzarli si informi presso la propria Regione o Provincia per conoscere la normativa in vigore.

Le macchine eoliche di potenza superiore ai 20 kW sono assoggettate a verifica di esclusione dalla procedura di Valutazione di Impatto Ambientale, quindi i siti di installazione vanno selezionati tenendo in considerazione i vincoli ambientali, archeologici e demaniali esistenti.

COMPONENTI

Innanzitutto gli elementi che compongono un impianto micro / mini eolico sono i seguenti:

• Rotore (pale)
• Torre di sostegno
• Moltiplicatore di giri
• Generatore
• Sistema di controllo
• Inverter
• Quadro elettrico completo del dispositivo di interfaccia alla rete elettrica BT

INCENTIVI ECONOMICI

Un impianto eolico fino a 200 kW beneficia del regime di scambio sul posto tra l'energia prodotta dall'impianto e quella consumata attraverso la rete elettrica.

1. Lo Scambio sul posto

Tutti gli impianti per la produzione di energia elettrica, alimentati da fonti rinnovabili e quindi anche il micro eolico, con potenza fino a 200 kW possono accedere al meccanismo di scambio sul posto dell'energia elettrica prodotta, cioè la possibilità di cedere alla rete elettrica locale la produzione da fonte rinnovabile e di prelevare dalla stessa rete i quantitativi di elettricità nelle ore e nei giorni in cui gli impianti rinnovabili non sono in grado di produrre; tutto ciò pagando solo la differenza, su base annua, tra i consumi totali del cliente e la produzione del suo piccolo impianto. Dal 2009, il servizio di "scambio sul posto" è gestito non più dai diversi distributori ma dal solo Gestore dei Servizi Energetici - GSE, secondo modalità uniformi per tutto il sistema nazionale.

2. La Tariffa omnicomprensiva

La produzione di energia elettrica mediante impianti eolici e di potenza nominale media annua non superiore a 1 MW, immessa nel sistema elettrico, ha diritto, in alternativa ai certificati verdi e su richiesta del produttore, a una tariffa fissa di 30 Eurocent/kWh, per un periodo di quindici anni. La tariffa fissa onnicomprensiva, che comprende sia le componenti remunerative di mercato che quelle di incentivazione vere e proprie, è infatti garantita da un unico soggetto nazionale, il GSE (il Gestore dei Servizi Energetici), e non più dai diversi distributori territoriali, in maniera frammentata. I produttori, possono concludere con il GSE una convenzione di ritiro dell’energia elettrica immessa secondo procedure uniche per tutto il sistema elettrico nazionale, basate su specifiche tecniche verificate dall’Autority. La tariffa fissa onnicomprensiva non si applica al fotovoltaico che usufruisce già da tempo di altri sistemi di incentivazione.