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Generatori Eolici ad Asse Verticale
Le turbine ad asse verticale conosciute in tempi remoti sono state dimenticate a favore delle pale tipiche dei mulini a vento (ad asse orizzontale), per essere poi rivalutate in tempi più recenti.
Le turbine eoliche ad asse verticale si distinguono per:
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il costante funzionamento indipendentemente dalla direzione del vento
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la resistenza alle alte velocità dei venti ed alla loro turbolenza
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la bassa velocità di avvio
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l' assenza di rumorosità
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il ridotto impatto ambientale (integragibilità nel corredo ambientale e urbano)
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la facilità di impiego
Le turbine ad asse verticale sono implementate generalmente secondo due tecnologie:
tecnologia Savonious |
tecnologia Darrieus |

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Un aerogeneratore ad asse verticale esprime delle rese superiori all'eolico tradizionale (ad asse orizzontale) anche del 30-50%, ed è adatta a impianti di potenza media e piccola.
Per potenze elevate comunque la tipologia tradizionale (ad asse orizzontale) esprime la migliore performance.
La turbina ad asse verticale offre un profilo costante al fronte del vento, la velocità di rotazione non è mai superiore alla velocità del vento e quindi non genera alcun rumore e non provoca vibrazioni a bassa frequenza.
Questo tipo di aerogeneratore ha ulteriori vantaggi:
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massima resistenza alle alte velocità dei venti ed alla loro turbolenza (normale operatività fino a vento costante da 60 m/s = 216 km/h = 116,6 nodi)
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velocità di avvio da 1 a 3 m/s = da 3,6 a 10,8 a km/h = da 1,95 a 5,8 nodi
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la non pericolosità (non espellono blocchi di ghiaccio, gli animali vedono chiaramente un cilindro rotante che non ha parti "invisibili" in movimento)
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l'assenza di manutenzione (il generatore è direttamente calettato alla pala verticale, non ci sono riduttori meccanici)
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la vasta gamma di potenze erogabili (da 250W a 2.000W e oltre)
La tecnica costruttiva impiegata, con la totale assenza di dispositivi meccani aggiuntivi come motoriduttori, permette a questi generatori di funzionare con temperature estreme, addirittura da -50°C a +50°C, senza subire danni e senza richiedere particolari manutenzioni.
Le possibili applicazioni di questi aerogeneratori sono le più disparate. Dalle barche ai cottage, dalla strumentazione scientifica alle seconde case, dalle piattaforme petrolifere ai condomini, dalle utenze isolate dalla rete ai parchi pubblici, dalla copertura dei consumi domestici agli investimenti redditizi mediante creazione di piccole centrali per la vendita di energia.
In congiunzione con sistemi fotovoltaici o completamente autonomi, sono in grado di soddisfare facilmente le sempre più numerose richieste di energia pulita nel massimo rispetto dell'ambiente.
L'asse verticale permette anche di usare la fantasia per decorare o adattare i colori della turbina alle esigenze del sito di installazione.
Generatori Eolici ad Asse Orizzontale
Le turbine ad asse orizzontale sono quelle turbine aventi una maggiore diffusione sia a livello di grandi installazioni e sia a livello di applicazioni in modalità "stand alone".
Anche per le turbine ad asse orizzontale distinguiamo due tecnologie: tecnologia "downwind" e tecnologia "upwind".
Le turbine con tecnologia "downwind" sono turbine prive di coda e sfruttano l'effetto bandiera per seguire la direzione del vento. In questo caso insomma il vento incontra prima la navicella (alloggio del generatore e dell'asse di rotazione) e poi le pale della turbina. La tecnologia "upwind" invece è quella più nota con le pale esposte direttamente alla direzione del vento prima della navicella. La presenza o meno della coda è in funzione del sistema di rilevamento della direzione del vento (in caso di assenza di coda di coda, la direzione viene rilevata elettronicamente attraverso il posizionamento sulla navicella di una banderuola anemometrica).
Per entrambe le tipologie è possibile rilevare differenti sistemi di sicurezza del generatore eolico in situazioni di ventosità critiche.
- torsione della coda di direzione,
- innesto di ganasce sul mozzo (asse di rotazione),
- ribaltamento della struttura a mezzo di pistoni idraulici,
- variazione del passo delle pale
- flessione delle pale, ecc
Punti di attenzione
Differenza tra marketing e tecnica.
La potenza dichiarata di tutti i generatori eolici presenti sul mercato è calcolata sulla produzione massima dell'alternatore ad una velocità detta "nominale". Vale a dire tra i 9 m/s e i 15 m/s.
Queste velocità non sono mai costanti sul territorio e nell'arco di un anno.
Quindi, quando un aerogeneratore è dichiarato da 12 KW, si tratta del massimo che il suo alternatore eroga istantaneamente con un vento alla velocità nominale dichiarata per la turbina in esame.
Ma non si tratta in nessun caso della produzione giornaliera o annua del generatore!
Analisi di fattibilità
Passo principale di una corretta analisi di fattibilità è la determinazione della velocità media annua nel sito di installazione ed all'altezza, rispetto alla superficie del terreno, prevista per il collocamento della turbina eolica. Questo step è effettuato attraverso il posizionamento di una stazione anemometrica per un periodo congruo che consente la rilevazione delle misura.
Questo permetterà di stimare la produzione annua reale del sistema nel vostro sito e di verificare la validità delle scelte fatte
L'esito delle misurazioni comparate con le esigenze energetiche restituisce la tipologia di turbine eoliche idonee ed il loro quantitativo per la creazione di un parco eolico.
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MODELLI AD ASSE ORIZZONTALE |
| UP WIND |
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Questo tipo di turbine hanno il rotore fissato all'estremo della navicella e sul quale sono fissate le pale. Il rotore ha lo scopo di catturare l'energia cinetica del vento e di trasformarla in energia rotazionale. Alcune turbine hanno le pale fissate al mozzo in posizione stazionaria, altre invece usano pale che possono ruotare intorno al proprio asse al fine di favorirne l'avviamento e l'arrresto e, regolare la potenza modificando l'angolo con cui le pale vengono attraversate dall'aria. I generatori della Flexienergy nelle taglie da 600W, 1kW, 2KW, 3kW, 5kW, 10 kW e 20kW sono genratori eolici di ultima generazione, compatti, affidabili ed in grado di sviluppare potenze massime a regime pari alla potenza nominale. Le pale sono realizzate con un preciso processo di stampaggio ad iniezione che le rende residenti ed aerodinamicamente efficienti. Tutti i modelli hanno una velocità di inzio rotazione molto bassa, un alto coefficiente di sfruttamento dell'energia del vento e sono progettati per prevenire gli effetti delle deformazioni aerodinamiche.
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| DOWN WIND |
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Questa particolare turbina ad asse orizzantale sottovento ha raggiunto negli ultimi 10 anni di ricerca e sviluppo la caratteristica di essere una tra le turbine più resistenti al mondo.
Disponibile nelle taglie da 2,5 KW, 6kw e 15 kw è estremamente silenziosa poichè è priva di una scatola di cambio e grazie alla sue pale estremamente flessibili è in grado di flettersi come i rami di un albero. Questo significa che la turbina è priva di un meccanismo di arresto per venti che superano particolari intensità ed oltre a seguirne la direzione dei venti l'inflessione delle pale riduce il numero dei giri, garantendo produttività laddove altre turbine azionerebbero un meccanismo d stop del rotore.
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MODELLI AD ASSE VERTICALE |
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Le turbine ad asse verticale sono i generatori eolici con maggiori vantaggi rispetto le alre ma soprattutto sono quelle in cui costante è il funzionamento indipendentemente dalla direzione del vento e migliore è la resistenza alle alte velocità dei venti ed alle loro turbolenze. L'eolico ad asse verticale è molto ambizioso, ma per ora gode di qualche consenso soltanto nel settore del mini e del micro eolico per la capacità di non produrrre rumore e di avere un facile avviamento per velocità a partire da 3 m/s.
La tecnologia della Ropatec rappresenta l'avanguardia nella tecnica applicata ed apre nuovi orizzonti nello sfruttamento dell'energia eolica raccogliendo in un unico prodotto i vantaggi sopra elencati. Disponibile da 300W, 1kW, 3KW, 6kW e 20kW.
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IL MINI EOLICO
Per le case isolate e per le aziende agricole e agrituristiche i piccoli generatori eolici rappresentano una buona opportunità per abbattere le proprie emissioni e risparmiare sulla bolletta.
DETRAZIONE IRPEF al 36%:
se l’impianto (solitamente di pochi kW di potenza) è adibito all’uso di civile abitazione c’è il diritto alla detrazione Irpef del 36% (e I.V.A. al 10%) prevista per il risparmio energetico. Inoltre per impianti di potenza nominale inferiore a 200 kWp si può accedere allo Scambio sul Posto (in parole povere: riversare in Rete l’energia eolica quando non la si consuma direttamente e poter scambiare la quota di energia immessa con quella prelevata direttamente dlla rete.
Con quali strumenti è incentivato il mini eolico e come utilizzare l'energia prodotta?
Per tutte le tecnologie di produzione da fonti rinnovabile occorre identificare due aspetti fondamentali dei criteri di incentivazione:
1) l'incentivazione pubblica vera e propria: Per l'incentivazione vera e propria parliamo di CERTIFICATI VERDI (CV) calcolati per ogni MWh di produzione. La Finanziaria 2008 ha introdotto in alternativa al CV (e solo fino ad impianti da 200kW) la tariffa OMNICOMPRENSIVA (TO).
2) l'utilizzo dell'energia prodotta: Per quanto riguarda l'utilizzo dell'energia, a discrezione dell'utente è la scelta di vendere integralmente l'energia prodotta (RITIRO DEDICATO-RD) oppure scambiare l'energia immessa (produzione - autoconsumo) con quella prelevata (SCAMBIO SUL POSTO-SSP). In caso di scelta di TARIFFA OMINICOMPRENSIVA (applicata solamente sull'energia immessa in rete) non vi è possibilità di abbinare lo SSP.
In sostanza queste sono le combinazioni praticabili:
INCENTIVAZIONE STATALE |
UTILIZZO ENERGIA |
| CERTIFICATI VERDI |
SCAMBIO SUL POSTO |
| RITIRO DEDICATO |
| TARIFFA OMINICOMPRENSIVA |
non applicabile |
FINANZIARIA 2008
INCENTIVAZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA DA FONTE RINNOVABILE:
la Finanziaria 2008 introduce il “conto energia” per gli impianti eolici di potenza elettrica non superiore a 200 KW che, su richiesta del produttore, in alternativa ai certificati verdi, hanno diritto a una tariffa fissa onnicomprensiva (incentivo statale erogato dal GSE + tariffa di vendita dell'energia al gestore di rete) per quindici anni, differenziata per fonte rinnovabile, aggiornabile ogni tre anni (30 €cent a kWh prodotto per l'eolico).
Per la produzione di energia elettrica da impianti eolici superiori ai 200 kW, si possono ottenere i “Certificati Verdi” per 15 anni (in precedenza era 12 anni) e rivendere a prezzi di mercato, l’energia elettrica prodotta durante tutta la vita dell’impianto.
A partire dal 2008, i CV, hanno un valore unitario di 1 MWh.
Di seguito i tratti salienti della disciplina contenuta nella Finanziaria 2008 :
143. La produzione di energia elettrica mediante impianti alimentati da fonti energetiche rinnovabili, entrati
in esercizio in data successiva al 31 dicembre 2007, a seguito di nuova costruzione, rifacimento o
potenziamento, è incentivata con i meccanismi di cui ai commi da 144 a 154. Con le medesime modalità è
incentivata la sola quota di produzione di energia elettrica imputabile alle fonti energetiche rinnovabili,
realizzata in impianti che impiegano anche altre fonti energetiche non rinnovabili. Le modalità di calcolo di
tale quota sono definite, entro novanta giorni dalla data di entrata in vigore della presente legge, con decreto
del Ministro dello sviluppo economico di concerto con il Ministro dell'ambiente e della tutela del territorio e
del mare.
144. La produzione di energia elettrica mediante impianti alimentati dalle fonti di cui alla tabella 1 allegata
alla presente legge e di potenza nominale media annua superiore a 1 megawatt (MW), è incentivata mediante
il rilascio di certificati verdi, per un periodo di quindici anni, tenuto conto dell'articolo 1, comma 382, della
legge 27 dicembre 2006, n. 296. I predetti certificati sono utilizzabili per assolvere all'obbligo della quota
minima di cui all'articolo 11 del decreto legislativo 16 marzo 1999, n. 79. L'immissione dell'energia elettrica
prodotta nel sistema elettrico è regolata sulla base dell'articolo 13 del decreto legislativo 29 dicembre 2003,
n. 387.
Tabella 1
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Fonte |
Coefficiente |
1 |
Eolica per impianti di taglia superiore a 200 kW |
1,00 |
1-bis |
Eolica offshore |
1,10 |
2 |
Solare ** |
** |
3 |
Geotermica |
0,90 |
4 |
Moto ondoso e maremotrice |
1,80 |
5 |
Idraulica |
1,00 |
6 |
Rifiuti biodegradabili, biomasse diverse da quelle di cui al punto successivo |
1,10 |
7 |
Biomasse e biogas prodotti da attività agricola, allevamento e forestale da filiera corta * |
* |
7-bis |
Biomasse e biogas di cui al punto 7, alimentanti impianti di cogenerazione ad alto
rendimento, con riutilizzo dell'energia termica in ambito agricolo * |
* |
8 |
Gas di discarica e gas residuati dai processi di depurazione e biogas diversi da quelli del
punto precedente |
0,80 |
* È fatto salvo quanto disposto a legislazione vigente in materia di produzione di energia elettrica mediante
impianti alimentati da biomasse e biogas derivanti da prodotti agricoli, di allevamento e forestali, ivi inclusi i
sottoprodotti, ottenuti nell'ambito di intese di filiera o contratti quadro ai sensi degli articoli 9 e 10 del
decreto legislativo n. 102 del 2005 oppure di filiere corte.
** Per gli impianti da fonte solare si applicano i provvedimenti attuativi dell'articolo 7 del decreto legislativo
29 dicembre 2003, n. 387. |
145. La produzione di energia elettrica mediante impianti alimentati dalle fonti di cui alla tabella 2 allegata
alla presente legge e di potenza nominale media annua non superiore a 1 MW, immessa nel sistema elettrico,
ha diritto, in alternativa ai certificati verdi di cui al comma 144 e su richiesta del produttore, a una tariffa
fissa onnicomprensiva di entità variabile a seconda della fonte utilizzata, come determinata dalla predetta tabella 2, per un periodo di quindici anni, fermo restando quanto disposto a legislazione vigente in materia di
biomasse agricole, da allevamento e forestali ottenute nell'ambito di intese di filiera o contratti quadro
oppure di filiere corte. Al termine di tale periodo, l'energia elettrica è remunerata, con le medesime modalità,
alle condizioni economiche previste dall'articolo 13 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n. 387. La
tariffa onnicomprensiva di cui al presente comma può essere variata, ogni tre anni, con decreto del Ministro
dello sviluppo economico, assicurando la congruità della remunerazione ai fini dell'incentivazione dello
sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili.
Tabella 2
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Fonte |
Tariffa (eurocent/kWh) |
| 1 |
Eolica per impianti di taglia inferiore a 200 kW |
30 |
| 2 |
Solare ** |
** |
| 3 |
Geotermica |
20 |
| 4 |
Moto ondoso e maremotrice |
34 |
| 5 |
Idraulica diversa da quella del punto precedente |
22 |
| 6 |
Rifiuti biodegradabili, biomasse diverse da quelle di cui al punto successivo |
22 |
| 7 |
Biomasse e biogas prodotti da attività agricola, allevamento e forestale da filiera corta * |
* |
| 8 |
Gas di discarica e gas residuati dai processi di depurazione e biogas diversi da quelli del
punto precedente |
18 |
* È fatto salvo quanto disposto a legislazione vigente in materia di produzione di energia elettrica mediante
impianti alimentati da biomasse e biogas derivanti da prodotti agricoli, di allevamento e forestali, ivi inclusi i
sottoprodotti, ottenuti nell'ambito di intese di filiera o contratti quadro ai sensi degli articoli 9 e 10 del
decreto legislativo n. 102 del 2005 oppure di filiere corte.
** Per gli impianti da fonte solare si applicano i provvedimenti attuativi dell'articolo 7 del decreto legislativo
29 dicembre 2003, n. 387. |
147. A partire dal 2008, i certificati verdi, ai fini del soddisfacimento della quota d'obbligo di cui all'articolo
11, comma 1, del decreto legislativo 16 marzo 1999, n. 79, hanno un valore unitario pari a 1 MWh e vengono
emessi dal Gestore dei servizi elettrici (GSE) per ciascun impianto a produzione incentivata di cui al comma
143, in numero pari al prodotto della produzione netta di energia elettrica da fonti rinnovabili moltiplicata
per il coefficiente, riferito alla tipologia della fonte, di cui alla tabella 1, allegata alla presente legge, fermo restando quanto disposto a legislazione vigente in materia di biomasse agricole, da allevamento e forestali ottenute nell'ambito di intese di filiera o contratti quadro oppure di filiere corte.
148. A partire dal 2008, i certificati verdi emessi dal GSE ai sensi dell'articolo 11, comma 3, del decreto
legislativo 16 marzo 1999, n. 79, sono collocati sul mercato a un prezzo, riferito al MWh elettrico, pari alla
differenza tra il valore di riferimento, fissato in sede di prima applicazione in 180 euro per MWh, e il valore
medio annuo del prezzo di cessione dell'energia elettrica definito dall'Autorità per l'energia elettrica e il gas
in attuazione dell'articolo 13, comma 3, del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n. 387, registrato nell'anno
precedente e comunicato dalla stessa Autorità entro il 31 gennaio di ogni anno a decorrere dal 2008. Il valore
di riferimento e i coefficienti, indicati alla tabella 1 per le diverse fonti energetiche rinnovabili, possono
essere aggiornati, ogni tre anni, con decreto del Ministro dello sviluppo economico, assicurando la congruità
della remunerazione ai fini dell'incentivazione dello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili.
150. Con decreti del Ministro dello sviluppo economico, di concerto con il Ministro dell'ambiente e della
tutela del territorio e del mare, sono stabilite le direttive per l'attuazione di quanto disposto ai precedenti
commi. Con tali decreti, che per le lettere b) e c) del presente comma sono adottati di concerto con il
Ministro delle politiche agricole alimentari e forestali, inoltre:
a) sono stabilite le modalità per assicurare la transizione dal precedente meccanismo di incentivazione ai
meccanismi di cui ai commi da 143 a 157 nonché le modalità per l'estensione dello scambio sul posto a tutti
gli impianti alimentati con fonti rinnovabili di potenza nominale media annua non superiore a 200 kW, fatti
salvi i diritti di officina elettrica;
b) (..omiss..)
151. Il prolungamento del periodo di diritto ai certificati verdi,(... da 12 anni a 15 anni ...) di cui all'articolo 267, comma 4, lettera d), del
decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, si applica ai soli impianti alimentati da fonti rinnovabili entrati in
esercizio dopo il 1o aprile 1999 fino al 31 dicembre 2007.
152. La produzione di energia elettrica da impianti alimentati da fonti rinnovabili, entrati in esercizio in data
successiva al 31 dicembre 2008, ha diritto di accesso agli incentivi di cui ai commi da 143 a 157 a
condizione che i medesimi impianti non beneficino di altri incentivi pubblici di natura nazionale, regionale,
locale o comunitaria in conto energia, in conto capitale o in conto interessi con capitalizzazione anticipata.
153. L'Autorità per l'energia elettrica e il gas definisce:
a) le modalità di erogazione delle tariffe di cui al comma 145;
b) le modalità con le quali le risorse per l'erogazione delle tariffe di cui al comma 145, nonché per il ritiro dei
certificati verdi di cui al comma 149, trovano copertura nel gettito della componente tariffaria A3 delle
tariffe dell'energia elettrica. |
CAMPAGNA ANEMOMETRICA
Nel valutare un sito e le sue potenzialità energetiche ed economiche si deve tener conto di diverse considerazioni: la potenza ricavabile dal vento è proporzionale al cubo della velocità, la potenza va con il quadrato del raggio e il profilo di velocità del vento cresce con l''altezza da terrra. Questo implica che una piccola variazone della velocità media può portare a grossi incentivi di produttività e quindi di guadagno, lo stesso per la lunghezza delle eliche del rotore e per l'altezza dell'aerogeneratore. Sulla base dei dati anemometrici sarà quindi possibile dimensionare efficientemente l'aerogeneratore in tutte le sue parti pe ottenere il miglior rappporto tra guadagno ed investimento.
Le torri anomometriche sono strumenti con sensori per misurare grandezze come la velocità del vento e la sua direzione, la misura della pressione atmosferica e per la misura della temperatura. I dati vengono racccolti da un sistema di acquisizione presso il campo eolico e da qui teletrasmessi al centro di analisi ed elaborazione dati.
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Ecco un esempio di anemometro e per la sua semplicità e leggerezza può essere installato anche sui pali delle vostre antenne o su pali che non richiedono particolari misure di sicurezza se non dei semplici ancoraggi.
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