Stato dell'arte energetica degli edifici - Automatica - Università degli ...

SIMEA Stato dell’arte energetica degli edifici
5.4. L’eolico
5.4.1. Introduzione
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Doc.No 20100610.SIMEA.MR.03
Versione 1
Gli impianti eolici sfruttano l'energia del vento per produrre
elettricità. Sono costituiti da aerogeneratori che trasformano l'energia
cinetica del vento in energia meccanica e infine quest'ultima in energia
elettrica.
La differenza importante da sottolineare quando si parla di fonte
rinnovabile derivante dall’eolico, è nella taglia del rotore. Infatti se il
principio fisico resta il medesimo, tra eolico e minieolico si considera
diversa la taglia dell’aerogeneratore e quindi la potenza:
• eolico: si considerano diametri del rotore di decine di metri e potenze
da 200 kW a qualche megawatt,
• minieolico: i diametri sono dell’ordine del metro con potenze fino a
200 kW con lo scopo di servire anche singole utenze e risultare
maggiormente integrato.
L'eolico è la fonte rinnovabile in maggiore espansione a livello internazionale.
5.4.2. Come funziona
Circa il 2% dell’energia solare è convertita in energia eolica e gli aerogeneratori col movimento di
rotazione delle pale producono energia elettrica in un generatore.
Importante nel caso delle turbine eoliche è il sito dove installarle che deve avere una quantità di
energia elevata e soprattutto costante nel tempo, di conseguenza le caratteristiche da considerare per
installare un aeromotore sono:
• densità dell’aria,
• area del rotore installato,
• velocità del vento.
Concetto fondamentale su cui si basa la conversione dell’energia è la teoria di Betz. Nella Fig. 5.4.1 si
nota come la vena fluida che arriva sul rotore con una certa velocità fa ruotare le pale e a valle del rotore
viene rallentata. Per la conservazione della massa il tubo di flusso si allarga e occupa più volume. Dalla
teoria di determina che l’energia cinetica massima sfruttabile è il 59% dell’energia in ingresso.
Fig. 5.4.1 Andamento del tubo di flusso per la teoria di Betz.