Articolo scaricabile gratuitamente in PDF (355 Kb) - La Termotecnica

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 73gennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICAtecnicaenergia eolica 73di G. Bizzarri, E. Lambertini, M. RialtiPrevisioni di diffusione tecnologicadei sistemi mini e micro eolici in Italiastudio delle loro potenzialitàIntroduzione: il mini-eolico in ItaliaL’attuale normativa nazionale [1] [2] ha finalmente introdottole prime norme atte a regolare l’iter autorizzativo perl’incentivazione di impianti per la produzione di energiaelettrica da fonte eolica di “piccola taglia”, definizione che,per la normativa nazionale attuale, può accogliere al suointerno gli impianti compresi tra 1 e 200 kW.La Legge Finanziaria 2008 [1] delega infatti alle Regionila possibilità di stabilire, utilizzando lo strumento dei pianienergetici regionali e dei documenti di pianificazioneterritoriale, i limiti e le aree nelle quali non è possibile realizzareimpianti eolici così come la taglia d’impianto soprala quale è richiesta una procedura di valutazione d’impattoambientale. Bisogna infatti dividere in tre livelli le procedureper poter arrivare all’installazione dell’impianto:• Iter autorizzativo: l’attuale normativa nazionale [1] stabilisceanche che qualora non sussistano sovraordinativincoli ( es. archeologico, geologico, paesaggistico, etc.)è possibile installare aerogeneratori di potenza nominalesino a 60 kW tramite una semplice Denuncia d’Ini -zio Attività (DIA) da presentarsi al Comune nel quale siintende realizzare l’impianto;• Valutazione d’impatto ambientale/Screening ambientale:In funzione della taglia d’impianto e/o della prossimitàad aree vincolate Regioni e Province possono stabilirela necessità di eseguire una procedura di valutazioned’impatto ambientale ovvero di screening ambientaleal fine di poter ottenere il titolo abilitativo necessario,qualsivoglia esso sia: DIA o permesso di costruire;• Connessione alla rete elettrica: per tutti gli impianti sottoi 6 MW l’interlocutore per la pratica di connessione èil distributore locale di energia elettrica, il quale a seguitodi un sopralluogo deve fornire l’autorizzazione allaconnessione in funzione delle specifiche elettriche del -l’aerogeneratore e il dettaglio delle spese da sostenereper la pratica di autorizzazione e per le eventuali opereda eseguire al fine di adeguare la rete di connessione.Altro aspetto fondamentale di questa legge, per quanto riguardail settore eolico, è la possibilità di accedere ad unatariffa di acquisto dell’energia elettrica onnicomprensivapari a 0,30 euro/kWh prodotto in alternativa ai CertificatiVerdi per impianti di potenza complessiva inferiore ai200 kW. Tutti questi aspetti, uniti alla sempre maggior attenzionee interesse verso la generazione diffusa di energiaelettrica tramite l’utilizzo di fonti rinnovabili, hanno datoil via alla nascita di un mercato italiano di turbine minie micro eoliche, che dovrebbe crescere significantementenel 2010, grazie alla comparsa di nuovi produttori nazionalie all’adeguamento delle Amministrazioni Locali allenormative di questo nuovo settore. Dimostrazione di questointeresse crescente sono molti degli articoli presenti nonsolo nella letteratura di settore [5, 8].Le diverse opzioni sul mercatoIn questo articolo verranno prese ad esempio quattro turbineeoliche, tutte di potenza nominale inferiore a 60 kW:due di tipo micro ad asse verticale e due di classe mini. Puressendo prodotti dalle caratteristiche molto interessanti evarie, queste non risultano essere esaustive dei modelli moltodiversi disponibili da mercato. Per questo motivo nel presentolavoro si è fatto riferimento alle loro caratteristiche,senza indicare il nome dei prodotti, per i quali si rimandaai siti dei principali produttori di turbine mini e micro eolichein bibliografia. Di seguito è riportata una scheda descrittivadegli aerogeneratori selezionati, i prezzi sono riferitifranco fabbrica del fornitore, incluso la torre o il supportostandard per il produttore.Turbine micro-eolichePer turbine micro eoliche si intendono solitamente turbinedi piccola taglia in grado, per potenza e/o dimensione, diProf. Giacomo Bizzarri, arch. Enrico Lambertini, Dipartimento di Architettura, Università di Ferrara; ing. Michele Rialti, Tozzi Nord Srl, Trento.

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 74tecnica74 energia eolicagennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICASCHEDA RIEPILOGATIVA dati tecnici macchine VAWTVAWT1tecnologia: turbina ad asse verticale tripala elicoidalepotenza di targa: 1,5 kWdimensioni rotore: diametro: 1,8m altezza: 2,5 maltezza torre: 3 m (per installazione su coperture piane)descrizione: turbina ad asse verticale e pale fisse, il sistema diavviamento è di tipo attivo ed è progettata per l’integrazionearchitettonica sulla copertura degli edifici. È adatta a sitimediamente ventosi ed è in grado di funzionare bene anchein sito con elevati valori d’intensità di turbolenza.prezzo indicativo: 7.000 euro (4.660 euro/kW)FIGURA 1 - Curve di potenza delle turbine VAWT1 e VAWT2VAWT2tecnologia: turbina ad asse verticale tripala ad Hpotenza di targa: 3kWdimensioni rotore: diametro: 3,3 m altezza: 2 maltezza torre: 6m (per installazione a terra)descrizione: una turbina a pale verticali fisse, che pone il suopunto di forza nella semplicità della struttura che permette diridurre sensibilmente i costi d’installazione e manutenzione.prezzo indicativo: 8.000 euro (2.660 euro/kW)coprire il fabbisogno energetico medio/annuo di una famigliaitaliana che da letteratura può essere assunto mediamentepari a 2.800-3.000 kWh/anno. Per questo ambitosono state analizzate in particolare due turbine ad asseverticale (Vertical Axis Wind Turbine VAWT) in quantosi prestano maggiormente all’integrazione architettonicanegli edifici o negli elementi di arredo urbano.Il principale vantaggio di queste turbine risiede nella lorocapacità di sfruttare il vento proveniente da ogni direzionesenza la necessità di un sistema di controllo dell’imbar -data, riducendo la complessità, il costo e la rumorosità de -ll’aerogeneratore. Generalmente le VAWT hanno una efficienzaaerodinamica minore rispetto alle turbine ad asseorizzontale e richiedono, a parità d’area spazzata, velocitànominali più alte per ottenere le stesse produzioni diuna macchina ad asse orizzontale.Turbine mini-eolichePer turbine mini eoliche si intendono solitamente turbinedi piccola taglia capaci di produzione di energia elettricacongrue con la domanda annua di un agriturismo, un’im -presa agricola o una piccola impresa; questa catalogazioneè assunta per convenzione, sia in funzione della legislazionein vigore, sia in riferimento alle norme IEC61400 [7] che le classificano in funzione dell’area del rotoreinferiore ai 200mq.Per questo segmento sono state selezionate due turbine adasse orizzontale (Horizontal Axis Wind Turbine HAWT)tripala, la tipologia più diffusa sul mercato. Il tipo d’inve -stimento iniziale e lo spazio richiesto per l’installazione diuno di questi aerogeneratori lo rendono particolarmenteinteressante per l’integrazione in complessi direzionali,commerciali, residenziali o imprese agricole. Questo tipodi rotore consente di raggiungere elevati valori di efficienzaaerodinamica accompagnata da un ottimale bilanciamentodei carichi e limitate emissioni acustiche. LeHAWT richiedono strutture di supporto dedicate e mediamentepiù alte rispetto a turbine ad asse verticale (indicativamentedi altezza pari al diametro del rotore). Inoltresono sempre dotate di sistemi di controllo dell’imbardata(yaw), attivi o passivi, ed in alcuni casi, di sistemi di controllodel passo delle pale (pitch).Valutazione del sito d’installazioneLa valutazione dell’opportunità d’installare un aerogeneratorenon può prescindere da un rilievo anemometrico delsito prescelto, infatti se da un lato è vero che esistono mappesempre più dettagliate della risorsa eolica a macroscala( Atlante eolico d’Italia, Cesi Ricerca [3] ) è altrettantoevidente che questa cartografia non può arrivare a contemplarequei fenomeni di turbolenza locali (effetti di scialegati alla vegetazione, speed-up factor, lievi accelerazionidel vento legati alla variazione di quota del terreno) chepossono influenzare fortemente in positivo, ma anche innegativo, la producibilità di un aerogeneratore di piccolataglia. In molti casi la conoscenza del territorio unita adelaborazioni di serie di dati storici e ad un rilievo anemometricoeffettuato con cura, anche non particolarmente sofisticatoe costoso, può risultare più che sufficiente per dareun’indicazione, seppur parziale, sulla reale vocazione

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 75gennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICAtecnicaenergia eolica 75SCHEDA RIEPILOGATIVA dati tecnici macchine HAWTHAWT1tecnologia: turbina ad asse orizzontale tripalapotenza di targa: 10 kWdimensioni rotore: 12,9 m altezza torre: 18 mdescrizione: turbina che adotta le stesse caratteristiche avanzatetipiche degli aerogeneratori di classe megaWatt, quali ilcontrollo attivo del pitch e dello yaw e la logica di controllodedicata, che permette di ottenere una buona raccolta di energiaanche in siti con velocità medie del vento basse (4-6 m/s).prezzo indicativo: 60.000 euro (6.000 euro/kW)HAWT2tecnologia: turbina ad asse orizzontale tripalapotenza di targa: 50 kWdimensioni rotore: 15 m altezza torre: 24 mdescrizione: turbina con rotore sottovento: il flusso d’aria cheinveste l’aerogeneratore impatta prima sulla navicella e poisul rotore; è dotata di pale fisse, controllo passivodell’imbardata e priva di controllo del pitch. Questoaerogeneratore fa della semplicità costruttiva e del bassocosto d’acquisto i suoi principali punti di forza.prezzo indicativo: 100.000 euro (2.000 euro/kW)FIGURA 2 - Curve di potenza delle turbine HAWT1 e HAWT2del sito. In un sito caratterizzato da una bassa velocità mediarisultante dalla coesistenza di periodi di completa calmae periodi di vento con elevata intensità, può essere vantaggiosol’utilizzo di aerogeneratori con ridotti diametri delrotore e caratterizzati da intervalli di funzionamento sinoa valori di velocità del vento elevati (ovvero dimensionatiper sopportare le forti sollecitazioni indotte dai fenomeniestremi). Al contrario in un sito la cui medesima velocitàmedia annua del vento è la risultante di un numero predominantedi eventi la cui intensità è prossima al valore dellavelocità media annua (elevati valori del parametro di formak) risulteranno più adatti aerogeneratori con diametridel rotore maggiori in grado di garantire elevati valori delcoefficiente di utilizzazione.Ulteriori parametri caratteristici del vento che risultano utilialla scelta del modello di aerogeneratore che meglio siadatta al sito in esame derivano dall’analisi della turbolenza,sia in direzione che in modulo. La prima grandezzaci da indicazioni sulla capacità di adattamento del sistemadi orientamento dell’aerogeneratore alle variazionidi direzione del vento: in corrispondenza di valori elevatidella deviazione standard dei dati di direzione, come adesempio per siti complessi, gli aerogeneratori ad asse verticalerisentono meno di tale fenomeno rispetto a quelli adasse orizzontale, in termini di conservazione delle prestazionidi progetto. L’intensità di turbolenza calcolata sul modulodella velocità del vento influenza la capacità del l’interosistema di adattarsi alle variazioni ambientali [4] (inseguimentodelle raffiche) ed inoltre influenza i carichi sullamacchina derivanti dai cicli di sollecitazione (analisi afatica) a cui sono sottoposte le pale.Analisi energetica ed ambientaleSi è sviluppata un’analisi energetica tesa a valutare la producibilitàdei sistemi selezionati, con riferimento a siti rappresentatividella quasi totalità dei siti italiani, i cui regimianemologici sono stati rappresentati attraverso la funzionedi Weibull per mezzo dei parametri k associati a diversiintervalli di velocità. Il valore medio V m e la deviazionestandard σ r della distribuzione di densità di frequenza misurataè stata calcolata secondo le:FIGURA 3 - Variazione della distribuzione statisticadi Weibull in funzione del parametro di forma k.per k=2 si ha la distribuzione di Rayleigh,la quale è comunemente adottata comedistribuzione rappresentativa della risorsa eolica

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 76tecnica76 energia eolicagennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICATABELLA 1 - Producibilità annua degli aerogeneratori in funzionedel parametro k della distribuzione di Weibull e della velocità media del ventoK=1 (alta montagna) K=1,5 (appennino) K=1,83 (collina dolce) K=2 (pianura, declivi lievi)wind speed VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2[m/s] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh] [MWh]3 0,4 1,3 15,9 40,6 0,4 0,7 14,6 18,2 0,3 0,5 12,7 11,3 0,2 0,4 11,9 9,03,5 0,6 1,8 19,3 56,2 0,6 1,1 20,2 31,8 0,5 0,8 19,1 22,5 0,4 0,7 18,3 19,04 0,8 2,4 22,2 71,7 0,9 1,6 25,7 48,6 0,7 1,2 25,5 37,7 0,7 1,1 25,1 33,24,5 1,1 3,0 24,6 86,4 1,3 2,2 30,4 67,5 1,1 1,8 31,6 56,3 1,0 1,6 31,8 51,35 1,3 3,6 26,4 100,0 1,7 2,9 34,5 87,7 1,5 2,4 37,0 77,3 1,3 2,2 37,8 72,25,5 1,5 4,2 27,9 112,1 2,1 3,7 37,7 108,2 1,9 3,2 41,6 99,8 1,8 3,0 43,0 95,26 1,7 4,7 29,0 122,9 2,4 4,5 40,1 128,2 2,3 4,0 45,2 123,0 2,3 3,8 47,2 119,36,5 1,9 5,2 29,8 132,3 2,8 5,3 41,9 147,3 2,8 4,9 47,9 146,2 2,7 4,7 50,3 143,87 2,0 5,6 30,3 140,4 3,1 6,1 43,0 164,9 3,2 5,8 49,7 168,6 3,2 5,6 52,6 167,97,5 2,2 6,0 30,7 147,4 3,4 6,9 43,6 180,8 3,6 6,8 50,7 189,8 3,7 6,6 53,9 191,28 2,3 6,4 30,9 153,3 3,6 7,6 43,9 194,9 4,0 7,7 51,1 209,2 4,1 7,6 54,4 212,98,5 2,4 6,7 31,0 158,2 3,8 8,3 43,8 207,1 4,3 8,6 51,0 226,7 4,5 8,6 54,4 232,99 2,5 6,9 31,0 162,3 4,0 8,9 43,5 217,5 4,5 9,4 50,5 242,0 4,8 9,5 53,8 250,69,5 2,6 7,2 31,0 165,7 4,1 9,4 42,9 226,1 4,7 10,2 49,7 255,0 5,0 10,3 52,8 266,010 2,7 7,4 30,8 168,4 4,2 9,9 42,3 233,1 4,9 10,9 48,6 265,8 5,2 11,1 51,6 279,0TABELLA 2 - Emissioni di CO 2 evitate. Indice di conversione di 0,545 ton CO 2 /MWheK=1 (alta montagna) K=1,5 (appennino) K=1,83 (collina dolce) K=2 (pianura, declivi lievi)wind speed VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2[m/s] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t] [t]3 -0,2 -0,7 -8,7 -22,3 -0,2 -0,4 -8,0 -10,0 -0,1 -0,3 -7,0 -6,2 -0,1 -0,2 -6,5 -5,03,5 -0,3 -1,0 -10,6 -30,9 -0,3 -0,6 -11,1 -17,5 -0,3 -0,5 -10,5 -12,4 -0,2 -0,4 -10,1 -10,44 -0,5 -1,3 -12,2 -39,4 -0,5 -0,9 -14,1 -26,7 -0,4 -0,7 -14,0 -20,7 -0,4 -0,6 -13,8 -18,34,5 -0,6 -1,7 -13,5 -47,5 -0,7 -1,2 -16,7 -37,1 -0,6 -1,0 -17,4 -30,9 -0,5 -0,9 -17,5 -28,25 -0,7 -2,0 -14,5 -55,0 -0,9 -1,6 -19,0 -48,2 -0,8 -1,3 -20,4 -42,5 -0,7 -1,2 -20,8 -39,75,5 -0,8 -2,3 -15,3 -61,7 -1,1 -2,0 -20,7 -59,5 -1,0 -1,8 -22,9 -54,9 -1,0 -1,6 -23,6 -52,46 -0,9 -2,6 -15,9 -67,6 -1,3 -2,5 -22,1 -70,5 -1,3 -2,2 -24,9 -67,7 -1,2 -2,1 -25,9 -65,66,5 -1,0 -2,8 -16,4 -72,8 -1,5 -2,9 -23,0 -81,0 -1,5 -2,7 -26,3 -80,4 -1,5 -2,6 -27,7 -79,17 -1,1 -3,1 -16,7 -77,2 -1,7 -3,4 -23,6 -90,7 -1,8 -3,2 -27,3 -92,7 -1,8 -3,1 -28,9 -92,47,5 -1,2 -3,3 -16,9 -81,1 -1,9 -3,8 -24,0 -99,4 -2,0 -3,7 -27,9 -104,4 -2,0 -3,6 -29,6 -105,18 -1,3 -3,5 -17,0 -84,3 -2,0 -4,2 -24,1 -107,2 -2,2 -4,2 -28,1 -115,1 -2,3 -4,2 -29,9 -117,18,5 -1,3 -3,7 -17,1 -87,0 -2,1 -4,6 -24,1 -113,9 -2,4 -4,7 -28,1 -124,7 -2,5 -4,7 -29,9 -128,19 -1,4 -3,8 -17,1 -89,3 -2,2 -4,9 -23,9 -119,6 -2,5 -5,2 -27,8 -133,1 -2,6 -5,2 -29,6 -137,89,5 -1,4 -4,0 -17,0 -91,1 -2,3 -5,2 -23,6 -124,4 -2,6 -5,6 -27,3 -140,3 -2,8 -5,7 -29,1 -146,310 -1,5 -4,1 -16,9 -92,6 -2,3 -5,5 -23,2 -128,2 -2,7 -6,0 -26,7 -146,2 -2,9 -6,1 -28,4 -153,5nomenclaturaSYMBOLρ: densità dell’aria [kg/m3]. Normalmente pari a 1,225 kg/m 3VAWT: Vertical Axis Wind TurbineHAWT: Horizontal Axis Wind TurbineCp: coefficiente di potenza del generatoreA: area spazzata dal rotoreV: velocità del vento [m/s]k: parametro di forma della distribuzione statistica di Weibullc: parametro di scala della distribuzione statistica di Weibull [m/s]

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 77gennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICAtecnicaenergia eolica 77FIGURA 4 -Producibilità infunzione delparametro k delladistribuzione diWeibull degliaerogeneratoriVAWT1 e VAWT2(1)(4)Quindi si genera una funzione di Weibull pdf(V) avente lostesso valore medio e la stessa deviazione standard (k è funzioneunicamente di σr, mentre c dipenda da V m e k; qualorak sia fissato, c è direttamente proporzionale a V m [2]):La funzione pdf(V) è, dal punto di vista dimensionale, un numeropuro ed il suo integrale è pari ad 1. Moltiplicando la distribuzionedi densità di frequenza per la potenza contenutanel flusso di vento ad una certa velocità del vento si ottiene ladistribuzione di densità di energia disponibile in W/m 2 :(2)(3)Quindi è possibile ricavare la produzione annua in funzionedella curva di potenza caratteristica di ogni macchinaeolica per ogni intervallo (bin) delle velocità del vento.La sommatoria delle produzioni per ogni bin determinal’energia annua prodotta. I risultati totali per ogni classe divento sono riportati in seguito.I grafici delle Figure 4 e 5 riportano i risultati dell’analisi disensitività condotta in merito alla variazione della producibilitàannua ottenibile in sito per mezzo degli aerogeneratoriin esame al variare del parametro k della distribuzionedi Weibull.Dall’esame dei dati di Tabella 3 risulta anche chiaro che leturbine VAWT1 e HAWT1 sono progettate per siti pocoventosi caratterizzati da elevati indici di turbolenza, infattihanno un rapporto E/Pr (energia prodotta su potenzanominale) superiore rispetto quello delle VAWT2 e HAWT2per basse velocità medie, mentre la situazione è invertitain siti con velocità medie del vento maggiori.FIGURA 5Producibilità infunzione delparametro k delladistribuzione diWeibull degliaerogeneratoriHAWT1 e HAWT2

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 78tecnica78 energia eolicagennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICATABELLA 3 - Rapporto Energia elettrica annua prodotta su Potenza nominale [h]K=1 (alta montagna) K=1,5 (appennino) K=1,83 (collina dolce) K=2 (pianura, declivi lievi)wind speed VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2 VAWT1 VAWT2 HAWT1 HAWT2[m/s] E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P E/P3 273 424 1588 811 245 221 1456 364 171 166 1274 227 147 149 1186 1803,5 407 609 1933 1124 412 357 2025 637 305 274 1905 450 270 248 1831 3804 553 806 2223 1434 620 531 2565 972 484 417 2551 755 435 378 2514 6654,5 703 1006 2457 1729 861 740 3044 1351 708 596 3161 1125 644 545 3176 10255 851 1203 2643 1999 1118 977 3446 1754 970 813 3704 1545 897 748 3778 14445,5 991 1390 2788 2243 1380 1234 3767 2163 1260 1064 4159 1996 1188 989 4296 19046 1123 1564 2897 2458 1632 1503 4011 2564 1565 1342 4519 2460 1503 1262 4716 23866,5 1243 1725 2978 2646 1866 1774 4185 2945 1869 1638 4786 2923 1830 1561 5035 28767 1352 1871 3035 2809 2077 2042 4300 3297 2160 1946 4966 3372 2153 1878 5256 33597,5 1450 2002 3073 2948 2262 2298 4365 3616 2426 2256 5071 3795 2458 2204 5388 38238 1537 2120 3095 3066 2418 2540 4389 3898 2662 2561 5112 4184 2735 2531 5444 42598,5 1614 2224 3105 3164 2549 2762 4381 4142 2864 2854 5101 4534 2977 2851 5438 46579 1681 2315 3104 3246 2653 2965 4348 4350 3031 3130 5050 4840 3181 3159 5380 50129,5 1740 2395 3095 3314 2736 3146 4295 4522 3164 3386 4967 5101 3346 3448 5284 532110 1791 2465 3080 3368 2797 3305 4227 4662 3264 3617 4862 5317 3472 3714 5159 5581ENGLISHabstractAnalisi economicaItalian Market of Small Wind Turbine:Study of Possible Development and their Potentialities.Finally also in Italy it’s growing a market of small wind turbines, that will show in thefuture concrete possibilities of growth and opportunities for the territory. An energeticpolitics based on these systems will be never able to put aside from a suitable preliminaryanalysis of the sites finalized to address the use of the financial resourcestoward sites characterized by good energetic potentialities.This study is inserted into this context and it’s focused on elaborate an energetic andeconomic analysis through a simulation of four small wind turbines, the available onthe Italian market. The study has underlined how much is important the relationbetween climate data of the site and the best choice of a wind turbine, showing thatvertical axis wind turbines are more suitable for sites with an middle-high averagewind speed, while three blade horizontal axis turbines can be used widely, even thoughsome operational limit in comparison to the first ones, for sites with high value ofturbulence. The analysis of sensitivity has underlined the importance of the parameterof form k of the Weibull distribution with which is described the wind resource ofthe territory, that, for all the small wind turbines, results to be the main reference toconsider in the evaluation of a site for installation to calculate an accurate annualenergy production (AEP). In all the cases analyses have confirmed the energetic andenvironmental benefits that could always be achieved with the use of these systems insceneries of investment characterized by a full financial feasibility.In merito agli aspetti economici, nei grafici seguenti si riassumonole simulazioni finanziarie condotte al fine di valutareil tempo di rientro (payback) per i diversi aerogeneratoriselezionati; per le turbine ad asse verticale le simulazionisono state eseguite considerando un sito con unavelocità media di 6 m/s ed un parametro k di 1,83, mentreper gli aerogeneratori ad asse orizzontale si è assuntoil medesimo valore per il parametro k ed una velocità mediaannua del vento pari a 5,5 m/s. Questa assunzione èstata fatta allo scopo di rappresentare il numero maggioredi potenziali siti italiani: infatti dall’Atlante eolico italiano[2] è possibile rilevare come i siti con una velocità mediaannua pari o superiore a 7 m/s a 25 m s.l.t. siano solamenteil 3-4% del totale.Per l’elaborazione è stato assunto come riferimento il controvaloreeconomico della tariffa onnicomprensiva (300euro/MWh) per i primi 15 anni ed un valore di venditadell’energia elettrica per ulteriori 5 anni costituito basatosull’attualizzazione della tariffa attuale di acquisto del GSE(89 euro/MWh). Per i costi della manutenzione è stato assuntoun costo annuo pari all’1% dell’investimento iniziale,sebbene la letteratura non fornisca oggi dati completamenteaffidabili in questo senso.È stato assunto un costo del capitale ad un tasso del 3% (Euribora 6 mesi più spread del 2%); il saggio di attualizzazioneè invece stimato in accordo al costo medio ponderatodel capitale (WACC Weighted Average Cost of Capital)espresso dalla seguente formula:WACC= k e E+k d D=4,2%dove:k e : costo del capitale proprio, stimato pari al 7%E: percentuale del patrimonio di equity (30%)k d : interessi passivi calcolati sulla base EURIBOR del 31 dicembre2009 (1%) sommato allo spread (2%)D: percentuale del debito (70%)

073_TER_gen_bizzarri.qxd:46-48_TER_mar_profilo 2-02-2011 13:21 Pagina 79gennaio-febbraio 2011LA TERMOTECNICAtecnicaenergia eolica 79ConclusioniFinalmente anche in Italia sta nascendoun mercato fondato sull’aspettative dellepotenzialità del mini e micro eolico e chepromette di mostrare in futuro concretepossibilità di crescita ed una significativadiffusione sul territorio. L’effica cia di unapolitica energetica basata sull’utilizzo diquesti sistemi non può però mai prescindereda un’adeguata analisi preliminaredei siti finalizzata ad indirizzare l’utilizzodelle risorse finanziarie preferibilmenteverso siti caratterizzati da buone potenzialitàenergetiche. Il presente lavoro siinserisce in questo contesto, sviluppandoun’analisi energetica ed economica elaborataattraverso una simulazionedell’esercizio di un paniere di aerogeneratoriscelti nell’ambito delle tecnologieoggi disponibili sul mercato. Lo studio haevidenziato come, in tutti i casi considerati,la scelta della macchina sia strettamente legata allecondizioni anemologiche di riferimento e quindi alla tipologiadi territorio. L’analisi ha messo in luce l’adeguatezzadegli aerogeneratori ad asse verticale ai siti con una velocitàmedia annua elevata ed inoltre ha permesso di accertareche gli aerogeneratori tripala ad asse orizzontale possonoessere utilizzati in modo più ampio, presentando tuttaviaqualche limite operativo rispetto ai primi per i siti particolarmenteturbolenti. L’analisi di sensitività ha evidenziatol’importanza del parametro di forma k della distribuzionedi Weibull, con cui si usa rappresentare la risorsaeolica del territorio, che per le macchine di piccola potenzarisulta essere il principale riferimento da prendere inesame in fase di valutazione preliminare del sito. Per tutti icasi elaborati, l’analisi condotta ha confermato i notevolibenefici energetici ed ambientali che si potrebbero conseguireattraverso l’utilizzo di questi sistemi di generazionerimanendo sempre all’interno di scenari di investimento caratterizzatida una piena fattibilità finanziaria.[6] Leopoldo Iaria, Sistemi Eolici, La Termotecnica n. 8,ottobre 2009.[7] CEI IEC 61400-2, ed. 2006, Design requirments forsmall wind turbines.[8] Atti convegno: International Small Wind Conference2009, http://www.iswc2009.com/[9] http://www.allsmallwindturbines.com[10] http://www.bluminipower.it[11] http://www.entegritywind.com[12] http://www.gaia-wind.com[13] http://www.jimp.it[14] http://www.hannevind.com[15] http://www.provenenergy.co.uk[16] http://www.quietrevolution.co.uk[17] http://www.ropatec.com[18] http://www.terom.it/ASP/Pages/ita/News.asp?lang=2[19] http://www.tozzinord.comFIGURA 6Analisi finanziariadell’investimentoBibliografia[1] Legge Finanziaria 2008 dello Stato n. 244 del 21/12/2007.[2] Decreto Ministeriale del 18/12/2008, Incentivazionedella produzione di energia elettrica da fontirinnovabili.[3] Cesi Ricerca, Atlante Eolico d’Italia, 2002.[4] Prof. Rodolfo Pallabazzer, Sistemi eolici, Universitàdi Trento.[5] T. Burton, D. Sharpe, N. Jenkins, E. Bossanyi, Windenergy handbook, JOHN WILEY & SONS, LTD.