Mini guida all' energia eolica

Dopo aver scritto una semplice miniguida sull' energia fotovoltaica, oggi proseguiamo il percorso della green enrergy e parliamo dell' eolico, nome che deriva dal personaggo dalla mitologia greca "Eolo".Quello eolico, è un' impianto, che permette di sfruttare il "soffio" del vento, per trarre energia cinetica che verra trasformata in seguito in energia elettrica. Ovviamente come per l'impianto fotovoltaico, non vi è alcuna emissione di gas serra e quindi l'impatto sull' inquinamento ambientale è nullo.L' uomo già in passato ha saputo sfruttare il vento per fini personali, basti pensare ai mulini a vento, che nel XIX secolo, venivano utilizzati per la macinazione dei cereali, ed il pompaggio dell' acqua, per essere soppiantati in seguito dalle macchine a vapore e lo sfruttamento del carbone.

Come è composto ?

Premesso che esistono due tipi di aerogeneratori:
1) ad asse verticale
2) ad asse orizzonatale, (sono la stragarnade maggioranza di quelli insatallati).
Un' impianto eolico può essere composto da uno o più generatori eolici o aerogeneratori che appunto trasformano l' energia cinetica in energia elettrica. A sua volta un aerogeneratore è costituito dalla torre, con le fondazioni e le strutture di sostegno, un rotore (che o costituito da un mozzo dove vengono fissate le pale, che di solito hanno un diamentro tra i 40/50 cm e possono supportare velocita anche di 200 km/h), che serve a trasformano l'energia cinetica in energia meccanica), Impiano di imbardata (è la rotazione della navicella rispetto al sostegno, e' realizzato mediante ingranaggi mossi da un attuatore che puo' essere di tipo elettrico o idraulico, e serve a posizionare il rotore secondo la direzione del vento, il sistema di imbardata contribuisce anche a regolare la potenza prodotta dall' aerogeneratore). 
Infine la navicella (che è la "cabina" dove sono ubicati i restanti componenti di un aerogeneratore, è situata in testa alla torre e può girare di 180°) dove sono presenti:
Albero di trasmissione lento: fissato alla sua estremita dal rotore, trasmette energia meccanica (rotazionale) al moltiplicatore.
Il Moltiplicatore di giri (indispensabile nei grandi aerogeneratori): serve ad aumentare la rotazione delle pale in modo da attivare il funzionamento e la corretta alimentazione del generatore.  
Albero di trasmissione veloce: diparte dal moltiplicatore di giri e trasmette l'energia meccanica al generatore.
Un Generatore: consente la trasformazione dell' energia meccanica in energia elettrica. I giri al minuto di un aerogeneratore sono variabili, cosi come la frequenza dell' energia elettrica prodotta (perchè lo è la velocità del vento), e siccome la frequenza di una rete domestica è di 50 hz vicino al generatore viene collegato un inverter.
Sistema frenante: si attiva a velocita superiori ai 25 metri/secondo è costituito da due sistemi indipendenti di arresto delle pale: un sistema di frenaggio aerodinamico e uno meccanico. Il primo funziona da controllo di potenza dell'aerogeneratore, come freno di emergenza in caso di forte vento e sovravelocità delle pale e per arrestare il "blocco rotore". Il secondo viene utilizzato come freno di stazionamento per completare l' arresto del rotore.   
Sistema di controllo: regola il funzionamento dell' aerogeneratore, gestendo le diverse operazioni di lavoro, attraverso diversi congegni elettronici, come l'erogazione dell' energia elettrica e l'arresto del sistema in caso di malfunzionamento, come al calore generato dall'attrito del rotore sull'asse e/o a sollecitazioni meccaniche della struttura dovuto ad eccessive velocità del vento.
Anemometro: Strumento dotato di sensore di velocità e di un congegno elettronico. Posto all' esterno della navicella, collegato al sistema di controllo, serve a misurare la velocità del vento. Il congegno elettronico registra il numero di giri, in base alla velocità percepità, e blocca l'aerogeneratore qualora dovessero verificarsi velocità eccessive.

Le pale che vengono utilizzate generalmente su un erogeneratore sono sistemi a due o a tre pale. Non c'è una sostanziale differenza di resa energetica tra i due sistemi. In particolare quello a due pale è meno costoso e gira ad una maggiore velocità, ma al contempo è leggermente più rumoroso ed ha una maggiore vibrazione rispetto a quello a tre pale.
Come Funziona?Le pale dell' aerogeneratore iniziano a muoversi quando il vento ha raggiunto la velocità minima di avvio, (detta anche cut-in wind speed).Di solito, per quanto riguarda aerogeneratori di piccola taglia, bastano basse velocità del vento, anche di solo 2-3 metri al secondo (10 km/h) fino a potenza massima di 17 metri al secondo (60 km/h). La velocità ideale di funzionamento è di 12/14 metri al secondo (40/50 km/s).Il Rotore è collegato ad un albero di trasmissione. Quando si innesca il movimento del rotore (pale e mozzo), di conseguanza viene a prodursi energia meccanica (rotazionale) che attraverso il moltiplicatore di giri, interposto tra i due alberi di trasmissione (lento e veloce), viene trasmessa al generatore che la converte in energia elettrica di seguito convogliata nei cavi elettrici che la trasportano alle utenze o alla rete elettrica di distribuzione.La maggior parte degli impianti eolici, sia isolati che attaccati alla rete, sono dotati di un inverter (come per il fotovoltaico) che trasforma la corrente continua (CC) generata dall' impianto, in corrente alternata (CA) a 220 volt, rendendola cosi adatta per l' immissione in rete e l'autoconsumo. E' possibile fare a meno dell' inverter solo in quei contesti isolati che supportano di per se la corrente contina (CC)Man mano che aumenta la velocità del vento aumenta progressivamente anche la potenza istantanea erogata dalla macchina, fino al raggiungimento della velocità del vento (rated wind speed) nella quale il generatore eguaglia la potenza di targa.Il picco di potenza erogata rimane costante fino alla soglia massima (cut-out wind speed) di velocità del vento tollerata dalla macchina. Oltre questa soglia, il generatore smette di produrre energia e si mette in sicurezza, ricorrendo a sistemi attivi o passivi di protezione, al fine di evitare danni alle componenti meccaniche. 
Come si dividono?Gli impianti in linea di massima condividono gli stesso principi di funzionamento, l'unica cosa che li differenzia in modo evidente sono le grandezze.Essi si dividono in Micro, Mini e Grandi impianti. Micro sono quelli che partono da una potenza nominale di 1 a 20 kw/h e sono utilizzabili per abitazioni ed imprese.I Mini invece hanno una potenza nominale da 20 a 200 kw/h.Gli impianti più grandi invece vengono chiamati anche wind farm (fattorie del vento) o parchi eolici. Le wind farm sono vere e proprie centrali elettriche costituite da diversi aerogeneratori collegati tra di loro a distanze ben precise per evitare il cosiddetto effetto di interferenza aerodinamica, fattore che presenta due tipi di problematiche: 1) quello delle turbolenze sui generatori che fanno parte della wind farm. 2) e la possibile perdita di potenza.Le distanze tra i vari aerogeneratori possono variare tra le 7 volte del diamentro della pala in caso siano situati in parchi predisposti a venti multidirezionali. Mentre è di 3/5 volte se gli aerogeneratori sono perpendicolari alla direzione del vento.On Shore e Off shore..Vengono chiamati on shore gli imianti installati sulla terra ferma, mentre off shore quelli installati a distanza dalle coste in mari o laghi.Il Click Per un Blog Utile