Mini eolico, tutto quello che dovresti sapere

Il mini eolico: cos’è e come funziona? Quali differenze con il micro eolico?

Secondo le linee generali, il Mini eolico è un turbina eolica con una capacità inferiore o uguale a 100 kW e alta non più di 30 metri.
Come intuibile dalla stessa nomenclatura, si tratta di una fonte di energia alternativa rinnovabile che sfrutta la potenza del vento per alimentare proprietà private, fattorie o piccole aziende.
Il micro eolico – dal funzionamento analogo – è costruito con componenti di dimensioni ancora più ridotte, con una potenza che oscilla – formalmente – fra 20 e 500 watt.
Questa tecnologia è utilizzata essenzialmente per fornire energia eolica a camper, barche e perfino computer portatili.
In una casa media, si consumano all’incirca 11.500 chilowattora (kWh) di elettricità all’anno (circa 960 kWh al mese). In base alla velocità media del vento nella vostra zona, una turbina eolica che produca da 5 a 15 kW potrebbe rappresentare una risposta valida a tale richiesta energetica. Turbine più modeste, come una da 1,5 kW possono soddisfare il fabbisogno energetico di una casa che richieda 300 kWh al mese collocata in un’area dove il vento soffia a 6,26 m/s di velocità media (parametro non molto comune come vedremo in seguito).

Funzionamento generale dell’eolico

impianto eolico
Gli elementi cardine di un impianto eolico sono la turbina, comprendente rotore e navicella, la torre e naturalmente il generatore. Ma come funziona, in linea generale, un impianto eolico?
Vediamo passo dopo passo quali sono i processi che consentono all’energia naturale del vento di divenire corrente elettrica.
– 1 Il Vento (aria in movimento che contiene energia cinetica ) soffia verso le pale della turbina.
– 2-3 I rotori girano lentamente, catturando parte dell’energia cinetica del vento.
– 4 All’interno della navicella della turbina eolica (sito in cima alla torre e dietro le lame), un moltiplicatore di giri converte la rotazione a bassa velocità(circa 16 giri al minuto) in alta velocità (1600 rpm ), sufficiente per consentire al generatore di funzionare in maniera efficiente.
– 5 Se le pale sono gli arti dell’impianto eolico, il generatore ne è il cuore: posto sulla parte posteriore della turbina, esso trasforma l’energia cinetica in energia elettrica.
– 6 Gli anemometri sul retro forniscono misurazioni costanti della capacità del vento.
– 7 Sfruttando queste misurazioni i rotori possono orientarsi all’angolazione ideale per ricevere il vento migliore.
– 8 La corrente elettrica prodotta dal generatore scorre attraverso un cavo che scende attraverso l’interno della torre su cui è posta la turbina.
– 9 Un inverter trasforma l’energia a corrente continua in energia a corrente alternata, comunemente in uso negli ambienti domestici.
– 10 l’energia elettrica arriva nelle case.

Un impianto eolico su larga scala può alimentare anche interi villaggi di 1000 case. L’impianto mini eolico invece provvederà al sostentamento di una casa soltanto. Ma ad una condizione: che vi sia tanto, ma tanto vento.

Regole generali nel posizionamento di un impianto mini eolico

Sintetizziamo ora le regole fondamentali per l’installazione di un impianto mini eolico nella giusta posizione. Nel corso dell’articolo però approfondiremo la questione, in maniera più dettagliata.

Come le ali degli aerei, anche le pale della turbina hanno bisogno di un flusso d’aria costante per funzionare. La velocità del vento e la sua costanza sono pertanto il principiale ingrediente per un buon funzionamento di una turbina. Assicuratevi di posizionare la torre in una zona ventosa, preferibilmente non sul tetto di casa, sebbene in assenza di alternative possa anche andar bene. La torre di sostegno deve essere quanto più alta possibile. In commercio troverete anche torri di 7-8 metri: salvo condizioni particolari ambientali ci sentiamo di sconsigliarvele. In generale, la regola è che più è alta la torre meglio è. Nei paraggi (le linee guida raccomandano 150 metri, noi vi consigliamo caldamente almeno 200 metri) non devono essere intralci per il vento, quindi verificate che non ci siano alberi alti o edifici imponenti che possano rendere l’aria turbolenta. Nel caso in cui l’area sia intasata verificate che la turbina superi di almeno 15 metri il più alto degli ostacoli.

capire quanto soffia il vento e se la mia zona è idonea al minieolico

Vi è un modo di pensare molto difficile da sradicare, sintetizzabile all’incirca in questo modo:
“Dove vivo io c’è un sacco di vento, è perfetto per l’eolico”
La gente purtroppo tende a sopravvalutare le condizioni fisiche e atmosferiche della zona in cui vive, dimenticandosi di tutte le volte in cui il vento non soffia e ricordandosi solamente le giornate ventose. Altre volte invece tende a sottostimare la dose di vento indispensabile per il buon funzionamento di un impianto eolico. Fa parte della natura umana, ma prima ancora di prendere in considerazione l’installazione di un impianto mini eolico è necessario avere una vaga idea della velocità media annua del vento nella zona in cui abitate. Da un punto di vista teorico, il miglior modo possibile per farsela è installare un anemometro alla stessa altezza e posizione del generatore eolico che vorreste acquistare, e farlo funzionare da 3 a 5 anni. Purtroppo però un simile accorgimento si rivela troppo costoso nell’ottica di un impianto mini eolico economico domestico (soprattutto se il test da un esito negativo). Per la maggior parte di noi, il modo più conveniente per conoscere la velocità media del vento locale è quello di monitorare i dati meteorologici, tenere d’occhio le informazioni aeroportuali, e possibilmente conoscere la vegetazione locale (le macchie di vento sugli alberi sono un’ottima prova forense dell’azione del vento).
In Italia ci sono delle zone dove l’eolico è particolarmente sfruttato: parliamo di Sicilia, Sardegna, gli Appennini e le Dolomiti.

Nel caso in cui decidiate ugualmente di installare un anemometro e di misurare il vento nell’arco di più anni, dovreste confrontare la velocità media del vento annuale ottenuta tramite i dati dell’ anemometro con lo stesso parametro relativo al più vicino aeroporto (o stazione meteo) per quello stesso anno. Il confronto vi dirà se la vostra zona è più o meno ventosa rispetto a quella dell’aeroporto o della stazione meteo – e di quanto.

Energia eolica off-grid

Parallelamente al loro già noto utilizzo nel pompare meccanicamente l’acqua e macinare il grano, le turbine mini eoliche sono in grado di generare energia off-grid in siti remoti.
In Cina Nord Occidentale ci possono essere fino a 100.000 turbine micro eoliche adoperate dai pastori nomadi. Queste micro turbine(così piccole da poter essere portate a cavallo da un accampamento all’altro) rappresentano l’unica fonte energetica disponibile sulle grandi pianure asiatiche che si estendono dalla Cina verso l’Unione Sovietica.
migliaia di nomadi della Mongolia utilizzano moderne turbine microeoliche per bollire l’acqua per il tè; i Centroamericani usano il microeolico per refrigerare il pesce fresco durante il trasporto verso i mercati vicini; gli Esploratori antartici lo sfruttano per alimentare le basi nei loro campi isolati. La lista è lunga e sorprendente. La richiesta di mini eolico off grid è limitata soltanto dalla nostra immaginazione.
Un impianto off-grid è indipendente dalla rete elettrica e costituito da macchine relativamente semplici, con poche pale collegate ad un generatore. Gli impianti mini eolici off-grid sono meno dannosi per l’ambiente rispetto agli equivalenti macro impianti eolici progettati su larga scala (al centro di alcune polemiche, come vedremo alla fine di questo articolo), sono meno rumorosi e nel caso di ripensamenti possono essere smantellati senza troppe difficoltà.

Mini eolico grid connected

Il mini eolico può produrre energia elettrica identica a quella fornita dal gestore della rete elettrica: tensione costante, corrente alternata a frequenza costante. Dalla fine del 1970 i proprietari di abitazioni, gli agricoltori e le imprese in quasi tutti i paesi hanno il permesso di collegare le loro turbine eoliche con l’Utility principale: oggi sono migliaia le turbine eoliche nel mondo ad essere collegate alle linee elettriche locali.

Anche se il concetto è tecnicamente semplice, e la legge in molti paesi del mondo è favorevole, ci sono però ancora numerosi ostacoli da superare. In primo luogo, si deve trattare con la società di servizi che garantisce la copertura di rete, un compito che troppo spesso farebbe perdere la pazienza al Giobbe biblico. In secondo luogo, se c’è un interruzione di corrente, l’impianto smette di funzionare (anche se ci sono modi per aggirare il problema) lasciandovi nel blackout totale.

Come funziona il mini eolico grid connected

Ci sono due tipi di turbine eoliche adatte per la produzione di energia connessa ad un’Utility: quelle che utilizzano un generatore (asincrono), e quelle che utilizzano un inverter. Indipendentemente da quale viene sfruttata, la loro interconnessione con l’utility è garantita allo stesso modo.

Quando soffia il vento, la turbina eolica produce energia elettrica che va ad alimentare i circuiti di casa o della piccola azienda. L’energia in eccesso, che non viene utilizzata dalle apparecchiature private, invece di disperdersi viene inviata (o venduta) all’Utility principale. Viceversa, nelle giornate in cui il vento non spira sufficientemente da produrre energia, è l’utility a fornire corrente alla casa.
mini eolico grid connected

Turbine ad asse verticale o turbine ad asse orizzontale?

Nel mercato delle turbine eoliche ci sono fondamentalmente due tipi di turbine su cui orientarsi: turbine eoliche ad asse verticale e turbine eoliche ad asse orizzontale. Entrambe hanno i loro vantaggi e svantaggi e lo scopo di questo paragrafo è quello di aiutarvi a scegliere il sistema migliore per il vostro impianto.
Le turbine ad asse orizzontale dominano la maggior parte del settore eolico. L’Asse orizzontale indica l’asse di rotazione della turbina eolica che è orizzontale o parallela al suolo. Nei grandi impianti eolici troverete essenzialmente questo tipo di sistema. Tuttavia, nel mini eolico in applicazioni eoliche residenziali, le turbine ad asse verticale sono forse più indicate. Il vantaggio delle turbine orizzontali è che da un vento che soffia a pieno regime sono in grado di produrre un’elevata quantità di energia elettrica. Lo svantaggio è che sono generalmente più pesanti e non sono performanti in presenza di venti turbolenti o incostanti. Il generatore si trova inoltre ad un livello più alto del suolo (per sfruttare i venti migliori), cosa che ne rende problematiche le operazioni di riparazione e mantenimento.
Le turbine eoliche ad asse verticale sono dotate di asse di rotazione della turbina verticale o perpendicolare rispetto al terreno. Come accennato in precedenza, le turbine ad asse verticale sono l’ideale per il mini eolico, per piccole aziende o applicazioni residenziali. Il vantaggio maggiore di queste turbine è che sono in grado di produrre energia anche in condizioni di vento turbolento. Grazie a questa loro versatilità, le turbine eoliche ad asse verticale sono pensate per le installazioni in cui le condizioni del vento non sono costanti, o quando a causa di ordinanze pubbliche la turbina non può essere posizionata in alto dove può sfruttare il vento costante. Essendo posizionate quindi mediamente più in basso, mantenimento e riparazioni avvengono più agevolmente. Un altro elemento a favore di queste applicazioni è che sono meno rumorose (e quindi più compatibili con l’ambiente urbano) delle corrispettive ad asse orizzontale.

I limiti del mini eolico dei quali i produttori preferiscono non parlare

I clienti purtroppo sono spesso poco informati sui vantaggi e gli svantaggi dell’eolico e i venditori non hanno chiaramente l’interesse ad “istruirli”. Alcuni fra i produttori si sbilanciano in affermazioni che contrastano le leggi della fisica o, peggio ancora, non hanno mai testato per lunghi periodi l’oggetto che trattano.
Osservando qualche dato concreto ci accorgiamo che la maggior parte degli impianti installati, statisticamente, rende meno di quanto i fornitori promettano. Questo è quanto ricaviamo da una serie di studi, promossi solitamente dai governi per conto di quegli stati che sovvenzionano l’eolico. Ecco alcuni dei rapporti:

Rapporto Warwick Wind Trials, in Gran Bretagna. Questo rapporto è stato eseguito su 26 turbine minieoliche ed è estremamente negativo: alcune turbine hanno adoperato più energia di quanta poi ne abbiano prodotto!

Rapporto CADMO Grour, in Massachusetts. 21 impianti minieolici sono stati valutati. I migliori hanno raggiunto circa l’80% del rendimento energetico previsto, la maggior parte di loro stavano a circa il 50% – 60% della produzione di energia prevista. Nessuno ha reso al 100% del garantito.

Il rapporto British Energy Savings è stato chiamato: “Location, location, location”, a riprova dell’importanza del posizionamento per un buon esito dell’investimento: Sono state montate 57 turbine e monitorate per un anno, alcune su edifici, altri su torre. Anche in questo caso i risultati sono stati negativi, laddove non erano soddisfatti i canoni geografici.

I libri di Paul Gipe: Paul Gipe è uno scrittore di libri e articoli sull’energia eolica, imparziale e rispettato.

Ci sono diversi elementi comuni che emergono da tutte le sue relazioni: Impianti mini eolici montati su un tetto raramente funzionano. Dipende dai periodi e dalle zone, sicuramente, ma tendenzialmente c’è poco vento su un tetto e l’aria è turbolenta. Questo rende l’energia “povera” per l’eolico.

Ricordate sempre: Bisogna essere realistici con la velocità media annuale del vento e non farsi trascinare dall’euforia dell’installatore che vuole vendere un impianto.

I problemi ambientali e la moria degli uccelli

Anche se l’eolico è definita l’energia pulita, la presenza sempre maggiore su larga scala di aziende alimentate ad energia eolica ha fatto nascere alcuni problemi ambientali di nuova natura rispetto ai soliti. Questi si riflettono essenzialmente due aspetti: in primo luogo, il problema del rumore; in secondo, l’impatto negativo sulla fauna locale.

La velocità alla quale roteano le pale di un impianto eolico (o mini eolico) a turbine orizzontali nelle ore di punta è davvero considerevole. Le lame fendono il flusso d’aria, producendo un rumore aerodinamico molto forte che può essere causa di disturbo per i vicini. Inoltre – ma questo è un problema soprattutto per gli impianti eolici di grosse dimensioni – gli uccelli che si trovano di passaggio dall’area di interesse vengono letteralmente tritati dalle pale, determinando una moria di volatili che va a cozzare in un’ottica di “rispetto dell’ambiente”.

Mini eolico low cost: risparmiare con gli incentivi

Come per il fotovoltaico, anche nel settore dell’eolico ci sono degli incentivi volti ad incoraggiare chi fa uso di una tecnologia verde e rinnovabile.

Mini eolico e affidabilità

Se il vostro concetto di mini eolico è:“pago qualcuno per installare l’impianto, poi mi seggo 40 anni a godermi lo spettacolo senza spendere più un soldo” probabilmente state sbagliando strada.

L’affidabilità del minieolico è (ancora) un problema. Anche i migliori impianti si guastano o sono oggetto a malfunzionamento e sono molto pochi gli impianti che non necessitano di sostituzione di qualche pezzo nell’arco di 20 anni. Nonostante la loro apparente semplicità, un impianto minieolico non è neanche lontanamente affidabile come una vettura media – e anche le auto, dopo 20 anni, sono comunque a rischio guasti. Pertanto, se volete installare una turbina eolica mettete in conto già da ora che si romperà. L’unico dubbio è capire quanto e quanto spesso.

Tenendo a mente ciò, potrebbe avere senso utilizzare una torre tilt-up per la vostra turbina. Essa rende la manutenzione e le riparazioni molto più sicure (a terra) e meno costose. Spese di gru, o di manodopera appesa alla cima di una torre, possono essere molto costose. Oltre ai soldi dell’installazione bisogna mettere in conto i soldi necessari alle riparazioni. Le componenti della turbina eolica saranno anche in garanzia (per un limitato periodo di tempo), ma la manodopera no

Dal momento che abbiamo menzionato la manutenzione: Si consideri che in una zona abbastanza ventosa una turbina eolica può funzionare 7.000 ore o più all’anno. Uno sforzo considerevole che richiede un controllo preventivo annuale, ed una manutenzione base necessaria (lubrificazione per esempio), a prescindere dalle promesse del venditore. È altrettanto importante controllare e assicurarsi della stabilità della torre ogni anno. Alcune torri sono crollate, perché i bulloni si sono consumati nel tempo, senza che nessuna ispezione avesse evidenziato il rischio: Le turbine eoliche e le torri di supporto sono esposte alla forza del vento e ad un ambiente estremo. E’ per questo ‘indispensabile verificare la presenza di eventuali problemi, come l’allentamento dei bulloni o delle altre componenti di sostegno.

Per la manutenzione maggiore e le riparazioni il consiglio è quello di affidarsi a specialisti del settore, evitando – seppur dolorosamente – i novizi low-cost. Anche per l’installazione raccomandiamo aziende specializzate e con un buon case-history. Tuttavia rivolgersi costantemente a un’azienda per ogni minimo controllo può essere frustrante per qualsiasi proprietario e per qualsiasi portafogli: un obiettivo da raggiungere con il passare del tempo dovrebbe essere quello di “comprendere” il funzionamento meccanico del minieolico e provvedere autonomamente alle piccole revisioni mensili.

A chi è consigliato il mini eolico?

Eravate interessati al mini eolico, avete letto quest’ultimo paragrafo e siete disperati? Niente paura, naturalmente esistono delle condizioni alle quali acquistare una turbina mini eolica ha più senso rispetto ad altre, altrimenti questa tecnologia non avrebbe preso piede nel corso del tempo.

1)In congiunzione con un impianto solare, Se si è in off-grid si dovrebbe prendere in considerazione l’aggiunta di una turbina eolica. Energia eolica ed energia solare tendono a completarsi a vicenda meravigliosamente: le giornate di sole non sono sempre molto ventose, mentre i giorni ventosi talvolta tendono ad avere poco sole. Inoltre il miniecolico produce più energia in inverno, quando l’azione dei pannelli solari diminuisce.

2)Se vivete in un luogo molto ventoso, una turbina mini eolica può essere profittevole da un punto di vista economico. Basta tenere a mente che quando diciamo “molto ventoso”, intendiamo molto ventoso sul serio!

3)Un’altra situazione in cui pensare al mini eolico può aver senso è nel caso la vostra città, provincia o regione offrano sconti o incentivi che ne rendono conveniente l’installazione; sempre tenendo a mente i costi di manutenzione.

4)In ottica futura, in un mondo nel quale le fonti energetiche tradizionali vengono meno, il mini eolico rappresenta comunque un passo avanti ammirevole per salvaguardare il nostro pianeta e risparmiare sulle risorse destinate ad esaurirsi. Se avete intenzione di promuovere uno stile di vita più “green” le energie alternative sono sicuramente il miglior punto di partenza possibile.

Ma andando oltre gli attuali limiti fisici ed economici, il futuro del mini eolico è comunque roseo. In America i governi rivolgono discreta attenzione alle energie rinnovabili, incluso l’eolico, e le aziende certificate crescono a dismisura. Nei prossimi anni gli installatori che frodano gli acquirenti saranno una rarità, mentre l’esperienza e la professionalità dovrebbero rappresentare un valore aggiunto nella crescita dell’energia eolica.

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