Elettricità dal Vento - Impianti di piccola scala

di Paul Gipe

Franco Muzzio Editore (166 pagine, 16.50 €) ISBN 88-7413-016-3, marzo 2002

"L'energia eolica sta conoscendo in questi ultimi anni una crescita vertiginosa in diversi paesi, che è destinata a continuare nel prossimo futuro anche in Italia. Questo perché è la più promettente tra le fonti rinnovabili, presentando costi economici competitivi e un'evoluzione tecnologica che ha progressivamente migliorato i rendimenti.

Questo volume è un manuale introduttivo sui principi di base della tecnologia eolica, dai principi fisici alla gestione e manutenzione degli aerogeneratori di piccola scala, che sono quelli più adatti a usi per piccole utenze isolate. Con semplicità espositiva, il libro di Paul Gipe è una sorta di utile e divertente abbecedario per chi si vuole avvicinare a questo tema e un pratico compendio per chi già lo conosce.

Completa il libro una panoramica del minieolico in Italia, a cura di Enel Green Power." 

Paul Gipe lavora con l’energia eolica dal 1976. Gipe è famoso per la sua vocazione all’energia eolica, per i suoi articoli e libri al riguardo. Attraverso i suoi scritti, Gipe ha cercato di universalizzare l’uso dell’energia eolica risultando oggi uno dei massimi esperti mondiali del settore.

Editori

Introduzione di Roberto Vigotti, EnelGreenPower

Premessa di Richard e Karen Perez

Prefazione di Paul Gipe

Indice

Editori 

La collana è diretta:

Giuseppe Onufrio

Istituto Svilluppo Sostenible Italia (ISSI)

Via dei laghi, 12

I-00198 Roma

Italia

39 06 8414621

39 06 8414583 fax

onufrio@issi.it, info@issi.it

www.issi.it

Consulente:

Roberto Vigotti

ENEL Green Power

Via G.B. Marini 7

I-00198 Roma

Italia

39 06 85097036

39 06 85092061 fax

vigotti.roberto@enel.it 

http://enelgreenpower.enel.it

Traduzione: Emanuela Fantini Perullo

Franco Muzzio Editore

via Alberico II, 33

I-00193 Roma

Italia

39 06 6889951

39 06 6868696 fax

franco.muzzio@editoririuniti.it

www.editoririuniti.it

L’importanza sempre piú crescente per l’ambiente e la necessità di ridurre le emissioni di gas inquinanti responsabili dell’effetto serra, nonché la necessità di ridurre la dipendenza dai paesi terzi, una priorità assoluta confermata anche dall’agenda della prossima conferenza Rio+10 del settembre 2002 a Johannesburg, fanno sí che lo sfruttamento delle risorse energetiche nazionali, in particolare le fonti di energia rinnovabile, sia uno dei principali obiettivi della politica energitica di tutti i paesi. Inoltre non va tralasciato il notevole aumento della domanda di energia, destinata a crescere, secondo le stime dell’Agenzia Internazionale dell’Energia, del 50% nei prossimi 20 anni. Tale aumento sarà determinato per la maggior parte dai paesi in via di sviluppo, dove la crescita demografica è piú veloce, ma dove ancora oggi centinaia di milioni di famiglie non hanno elettricità. Sta in queste cifre la complessità della sfida energetica, una sfida globale che richiede risposte strategiche soprattutto a livello locale, non soltanto per garantire lo sviluppo di economie emergenti, ma anche per salvaguardare l’equilibrio dell’intero pianeta.

La necessità di strategie sovranazionali, er affrontare efficacemente tali problematiche, ha prodotto una intensificazione di incontri tra i rappresentati ed esperti di tutti i paesi, in vista di accordi internazionali, con l’obiettivo finale di creare infrastrutture politiche-economiche-finanziarie per incentivare il mercato delle energia rinnovabile, promuovendo allo stesso tempo collaborazioni tra il settore pubblico e privato ed identificando le migliori strategie di mercato per ridurre i rischi di investimento. Le fonti di energia rinnovabile possono contribuire in modo considerevole alla protezione dell’ambiente locale e globale. È questa la principale conclusione a cui è arrivata la task force del G8 sulle energie rinnovabili, costituita dai rappresentanti dei governi del G8, da esperti provenienti dai paesi in via di sviluppo, responsabili di istituzioni finanziarie, rappresentanti di organizzazioni ambientaliste e di alcune delle maggiori compagnie dei settori dell’energia e dello sviluppo tecnologico.

È in questo contesto che deve essere vista la possibilità di uno sfruttamento il piú ampio possibile dell’energia eolica, non solo con la costruzione di wind farms collegate alla rete ma anche mediante la realizzazione di impiani eolici di piccola taglia. I benefici connessi al minieolico, infatti, sono molteplici: limitato impatto sull’ambiente, economicamente conveniente, bassi costi di manutensione, tecnologia semplice, matura ed affidabile, ed infine rendimento della conversione energetica fra i piú alti.

Gli impianti eolici di piccola taglia, associati ai sistemi tradizionali (comunemente generatori diesel) a costituire in tal modo i cosiddetti sistemi ibridi, rappresentano infine una soluzione vincente per l’alimentazione elettrica delle aree rurali lontane dalla rete principale in molti paesi in via di sviluppo ed inoltre per tutte quelle comunità isolate, in alternativa all’estensione della rete, o per alimentare le reti locali delle isole minori.

Questo libro ha il merito di diffondere l’informazione in questo settore, praticamente ignoto alla gran massa di coloro che pure sono interessati alle applicazioni delle rinnovabili, e per questo mi augoro che sia letto e messo in pratica da un gran numero di operatori.

Premessa di Richard e Karen Perez

Con l'incremento dell'utilizzo di Fonti di energia rinnovabile (FER), il numero degli impianti ad energia eolica in uso sta aumentando vertiginosamente. Attualmente, sono oltre 150.000 gli impianti di piccola taglia alimentati con fonti rinnovabili istallati in America ed ogni anno il numero ha una crescita del 30%. La messa in opera di impianti eolici di piccola taglia sta crescendo ad un ritmo che è di due volte tanto - piú

del 60% annuo. Quello che l'America, ma anche gli altri paesi del mondo, sta scoprendo, è che l'energia eolica è una alternativa eccellente ed economicamente valida all'ampliamento della rete da parte delle società elettriche, considerando ad esempio il costa dell'estensione della linea elettrica, per non parlare dell'istallazione di un generatore alimentato a combustibile fossile. Molte di queste turbine di piccola taglia hanno trovato impiego in sistemi cosiddetti "ibridi", creando cosí l'energia proprio a fianco del loro "cugino", il fotovoltaico. Secondo uno studio condotto da Home Power, 1'82% delle turbine di piccola taglia istallate, sana utilizzate in sistemi che sfruttano anche l'energia fotovoltaica. Questo è un connubio eccellente: in molti luoghi, quando il sole non splende, quasi certamente il vento soffia.

I piccoli aerogeneratori, grazie alla loro affidabilità ed al loro impatto ambientale praticamente ad "emissione zero", offrono la possibilità agli utenti che usano fonti rinnovabili, di ridurre la loro dipendenza dai generatori elettrici convenzionali e dalle aziende pubbliche erogatrici di energia, rendendoli quindi indipendenti in termini energetici.

Nel caso specifico analizzato da Home Power, il nostro impianto fotovoltaico da 1,8 kW (array) produce energia insieme con la nostra turbina eolica Whisper H1500: questo connubio di energia solare ed energia eolica, ha ridotto di oltre il 70% il tempo di operatività del nostro generatore convenzionale invernale.

Con la vasta gamma di piccole turbine eoliche a disposizione (quasi una quarantina di modelli differenti), questo libro offre una serie di informazioni che colmano le tante lacune in questo campo: qui si potranno trovare varie indicazioni su come procedere all’istallazione della turbina eolica piú adatta alle vostre esigenze.

Possa il sole splendere, il vento soffiare e l’acqua scorrere!

Richard e Karen Perez

Home Power Magazine

Scritto il 13 maggio 1998

nell’Istituto di Funky Mountain

utilizzando solo energia solare ed eolica

Prefazione di Paul Gipe

Elettricità dal vento è una guida pratica sull'utilizzo delle turbine eoliche, ma non è assolutamente esaustiva né intende esserlo. Negli oltre vent'anni e piú in cui ho lavorato nella sfruttamento dell'energia eolica, questo campo si è talmente allargato che non è piú possibile confinare la tecnologia relativa all'energia eolica in una sola pubblicazione, pure se questa si limita a considerare le sole turbine di piccola taglia.

Elettricità dal vento può essere collocato vicino a Wind Power for Home & Business, Chelsea Green, 1993 (Energia eolica per la casa e l'impresa) e Wind Energy Comes of Age, John Wiley & Sons, 1995 (L 'Energia eolica diventa grande).

Elettricità dal vento presenta le mini e microturbine eoliche e descrive come utilizzarle.

Wind Power for Home & Business, il "fratello maggiore" del presente volume, fornisce una panoramica completa sulle turbine di piccola taglia ed introduce le turbine di taglia media.

Wind Energy Comes of Age esamina il successo commerciale delle turbine di media taglia e la crescita straordinaria dell'industria eolica a livello mondiale.

Mentre gli aerogeneratori ad uso domestico devono ancora fare parecchia strada prima di raggiungere lo status di "genere di prima necessità tecnologica" come è avvenuto per il personal computer, il debutto delle micro e miniturbine eoliche porta la tecnologia eolica alla portata di tutti.

Queste macchine sono innanzitutto poco costose e, accoppiate a pannelli fotovoltaici già disponibili suI mercato, hanno letteralmente rivoluzionato la vita "off-grid", cioè senza essere necessariamente collegati alla rete elettrica locale. E la loro popolarità, in continuo aumento, ha aperto loro le porte ad alcune applicazioni che fino a qualche tempo fa erano considerate impossibili per le piccole turbine, come ad esempio alimentare una recinzione elettrificata in Danimarca, oppure fornire d'energia le cabine telefoniche in zone remote della Gran Bretagna.  

Tutti i libri, anche i piú semplici, richiedono l'aiuto e la collaborazione di tante persone. I miei ringraziamenti vanno a tutti quei produttori di piccole turbine eoliche sparsi per il mondo che hanno risposto alle mie innumerevoli domande sui loro prodotti; grazie anche a Mick Sagrillo, Hugh Piggott e Eric Eggleston per i loro commenti ed il loro intuito nella progettazione delle turbine eoliche di piccola taglia; e grazie anche a Nancy Nies per la sua collaborazione nell'istallare la nostra miniturbina eolica. La mia profonda gratitudine va al Folkecenter for Renewable Energy ed a tutta la popolazione danese per il suo sostegno nella studio della distribuzione di utilizzo dell'energia eolica nel nord-ovest dello Jutland.

God vind! (Vento in poppa!)  

Paul Gipe

Tehachapi, California

gennaio 1999

Indice

Introduzione di Roberto Vigotti

Premessa di Richard e Karen Perez

Prefazione

1. Panoramica

2. Nozioni di base

Potenza nel vento

Area spazzata

Distribuzione dell velocità del vento

Risorse eoliche

Incremento della velocità del vento e della potenza con l’altezza

3. Valutazione delle prestazioni

Metodo dell’area spazzata

Metodo della curva caratteristica di potenza

Stime del costruttore

4. Tecnologia delle turbine eoliche

Configurazioni

Microturbine eoliche

Miniturbine eoliche

Turbine eoliche per uso domestico

Aerogeneratori di nuova concezione

Torri

5. Applicazioni a sistemi “off-grid”

Sistemi ibridi eolico-solari

Pompaggio dell’acqua ad energia eolica

Impianti di riscaldamento ad energia eolica

Veicoli per lo sport

Case di campagna e cottage

Alimentazione di recinti elettrificati

Alimentazione di veicoli elettrici

Le telecomunicazioni

Erogazione di energia per i villaggi

6. Collegamento alla rete elettrica locale

Tecnologia dei sistemi interconnessi

Grado di autoutilizzo

“Net metering”

La qualità dell’energia e la società elettica

Generazione distribuita in Europa

7. Ricerca del sito e sicurezza

Altezza delle torri

Posizionamento delle torri

Rumore

Vento urbano

Sicurezza

8. L’acquisto di piccole turbiine eoliche

Le torri

Pannello di controllo o centralina

Il prezzo

Aerogeneratori “fai da te”

Aerogeneratori di seconda mano

Potere d’acquisto collettivo

Gli incentivi

9. Installazione di piccole turbine

Come si innalza una torre

Argani “griphoist”

Scelta del “griphoist”

I cavi conduttori

Manutenzione

Collocazione di un aerogeneratore di piccola taglia

10. Conclusioni

Aerogeneratori nel mercato italiano, di Massimo Cavalieri

Generalità sul mercato eolico

Il mercato eolico in Italia

Prospettive di sviluppo per le istallazioni eoliche di piccola taglia

Aerogeneratori di piccola taglia nel mercato italiano

Conclusione

Impianti ibridi per comunità isolate, di Francesco Trezza

Generalità

Principali componenti degli impianti ibridi

Principali applicazioni degli impianti ibridi

Aspetti economici

Appendice

Caratteristiche di turbine di piccola taglia selezionate

Fonti