minieolico

MINIEOLICO DOMESTICO

di Giulia Monte, Architetto


Tempo fa abbiamo affrontato, su questa piattaforma, la tematica del microeolico; non tutti sanno che questa tecnologia di produzione di energia alternativa è diversa dal minieolico. Vediamo quindi quali sono le caratteristiche del minieolico e in cosa differiscono i due impianti. Chiaramente l’energia eolica si classifica tra le fonti rinnovabili più quotate quando si parla di energia green, anche se è spesso criticata e combattuta dagli ambientalisti di tutto il mondo, a causa dell'impatto ambientale che le turbine hanno sul paesaggio circostante. Il minieolico nasce quindi dalla necessità di trovare una soluzione a questo problema creando un impianto di ridotte dimensioni, meno invasivo e che si possa montare su una normale abitazione.

La principale differenza tra gli impianti minieolici e microeolici consiste nella quantità di energia che ciascuno di essi riesce a produrre. Mentre il primo riesce a raggiungere i 20 Kw, il secondo si limita a 500 watt.

Anche il campo applicativo differisce, infatti il minieolico viene impiegato per il soddisfacimento del fabbisogno energetico domestico di un'intera famiglia (minieolico domestico), il microeolico, invece, risulta adatto per impianti energetici portatili di piccole dimensioni, come per esempio, nel caso di un router wireless, un server, ma anche cucine e ospedali da campo. Entrambi i generatori domestici, richiedono l'unico requisito di ventosità media minima annuale pari a 5 m al secondo, ovvero 18km/h. Micro turbine, dunque, che si adattano alle ridotte dimensioni degli spazi cittadini e che riescono a lavorare con regimi di vento inferiori, in grado di orientarsi automaticamente in modo da sfruttare al massimo la forza del vento.

 

L'IMPIANTO MINIEOLICO

Il mini eolico è sostanzialmente un turbina eolica con una capacità inferiore o uguale a 100 kW e alta non più di 30 metri che sfrutta la potenza del vento per alimentare proprietà private, fattorie o piccole aziende. In una casa media, si consumano all’incirca 11.500 chilowattora (kWh) di elettricità all’anno. In base alla velocità media del vento in una determinata zona, una turbina eolica che produce da 5 a 15 kW potrebbe rappresentare una valida risposta.

Gli elementi fondamentali di un impianto eolico sono la turbina, comprendente rotore e navicella; la torre, che deve essere sufficientemente alta rispetto a qualsiasi ostacolo che possa rallentare il vento; e naturalmente il generatore. Il funzionamento avviene per vari step:

  • Il vento soffia verso le pale della turbina.
  • I rotori girano, catturando parte dell’energia cinetica del vento.
  • All’interno della navicella della turbina eolica, un moltiplicatore di giri converte la rotazione da bassa velocità ad alta velocità.
  • Il generatore, posto sulla parte posteriore della turbina, trasforma l’energia cinetica in energia elettrica.
  • Gli anemometri sul retro forniscono misurazioni costanti della capacità del vento.
  • Sfruttando le misurazioni i rotori possono orientarsi all’angolazione ideale per ricevere il vento migliore.
  • La corrente elettrica prodotta dal generatore scorre attraverso un cavo che scende all’interno della torre su cui è posta la turbina.
  • Un inverter trasforma l’energia a corrente continua in energia a corrente alternata, comunemente in uso negli ambienti domestici.
  • L’energia elettrica arriva nelle case.

Per il corretto funzionamento di un impianto minieolico è necessario che ci sia davvero molto vento, che abbia una notevole velocità e che sia il più possibile costante. Bisogna quindi posizionare la torre in una zona molto ventosa, una località dove vi sia un vento medio minimo annuale di 5 metri al secondo circa, ossia 18km/h. In Italia ci sono delle zone dove l’eolico è particolarmente sfruttato: parliamo di Sicilia, Sardegna, gli Appennini e le Dolomiti.

 

IL GENERATORE EOLICO

Sul mercato ci sono fondamentalmente due tipi di turbine:

  • Turbine eoliche ad asse orizzontale,
  • Turbine eoliche ad asse verticale.

Dipende ovviamente dall’asse di rotazione che può essere dunque nel primo caso orizzontale o parallelo al suolo. Questo tipo di sistema si trova generalmente nei grandi impianti eolici.

Il vantaggio delle turbine orizzontali è che da un vento che soffia a pieno regime sono in grado di produrre un’elevata quantità di energia elettrica. Lo svantaggio è che sono pesanti e poco performanti in presenza di venti turbolenti o incostanti. Il generatore si trova inoltre ad un livello più alto del suolo, cosa che ne rende problematiche le operazioni di riparazione e manutenzione. Le turbine ad asse verticale sono più indicate nell’ambito residenziale e per il minieolico e sono dotate di un asse di rotazione della turbina verticale o perpendicolare al terreno. Il vantaggio maggiore è che sono in grado di produrre energia anche in condizioni di vento turbolento. Grazie a questa loro versatilità, le turbine eoliche ad asse verticale sono pensate per le installazioni in cui le condizioni del vento non sono costanti. Essendo posizionate quindi mediamente più in basso, mantenimento e riparazioni avvengono più agevolmente. Inoltre sono meno rumorose e si adattano perfettamente al funzionamento combinato con altri impianti, ad esempio il fotovoltaico.

Come la maggior parte degli impianti, anche il minieolico si guasta, è soggetto a malfunzionamento e necessita di sostituzione di qualche pezzo nell’arco degli anni. Si consideri che in una zona abbastanza ventosa una turbina eolica può funzionare 7.000 ore o più all’anno. Uno sforzo considerevole che richiede un controllo preventivo annuale, ed una manutenzione necessaria. È altrettanto importante controllare e assicurarsi della stabilità della torre ogni anno.

 

MINIEOLICO PREZZI E INCINTIVI

Il costo di un impianto minieolico può variare in relazione a diversi parametri che possono essere la provenienza delle turbine piuttosto che la dimensione dell’impianto o la distanza dalla rete elettrica. I prezzi per impianto minieolico, sono inversamente proporzionali alla taglia; per una taglia di 20 kW la spesa si aggira intorno ai 2.000 euro/kW, mentre ad una capacità di 5 kW corrispondono circa 4.000 euro/kW. Quindi, maggiore è la potenza installata, minore sarà il costo dell'impianto.

Grazie al sistema di incentivazione, in un luogo con spinta eolica adeguata, ad un investimento di circa 100.000 euro per un impianto da 20 kW, corrispondono tempi di rientro di 7-9 anni, con entrate annuali di circa 3.000-4.000 euro per i primi 10 anni e di 16.000-19.000 euro circa negli anni a seguire. Esistono degli incentivi per gli impianti eolici di potenza compresa tra 1 e 20 kW; secondo il D.M. del 6 Luglio 2012. È prevista una tariffa pari a 291 euro per MWh per impianti di potenza compresa tra 1 e 20 kW, e 268 euro per MWh per impianti di potenza compresa tra 20 e 200 kW.

 

GRANDI PROGETTI ED INSTALLAZIONI IMPIANTO MICRO EOLICO

Il minieolico ha trovato spesso applicazione anche nell’ambito di grandi costruzioni architettoniche contemporanee: è il caso del Bahrain World Trade Center (BWTC) negli Emirati Arabi, progettato dallo studio Atkins, un incredibile grattacielo alto circa 240 metri, costituito da due torri affiancate ed unite da tre gigantesche pale eoliche ad asse orizzontale. Le turbine, del diametro di 29 metri, sono in grado di produrre circa 225 kW l’una arrivando a generare complessivamente 675 kW, sufficienti a fornire il 13% dell’energia necessaria per alimentare l’edificio e per illuminare le 300 stanze.

A qualche centinaio di chilometri di distanza dal BTWC, precisamente a Dubai, i progettisti della Studied Impact hanno ideato la 10MW Tower, un grattacielo dotato di una turbina eolica da 5MW capace di produrre 10 volte di più dell’energia necessaria. A Miami troviamo un altro grande esempio di grattacielo eolico, dove gli architetti della Oppenheim architecture + design, hanno progettato il COR Building, 40 milioni di dollari di puro design ingegneristico.

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