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 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