Diametro
Altezza globale
Capacità
accumulo
12 kW
≤48 kW
≤108 kW
Le centrali elettriche
Più aerogeneratori collegati insieme formano le wind-farm, “fattorie del vento”,che sono delle vere centrali elettriche.
Nelle wind-farm la distanza tra gli aerogeneratori non è casuale, ma viene calcolata per evitare interferenze reciproche che potrebbero causare cadute di produzione. Di regola gli aerogeneratori vengono situati ad una distanza di almeno cinque-dieci volte il diametro delle pale. Nel caso di un aerogeneratore medio, con pale lunghe circa 20 metri, questo significa istallarne uno ogni 200 metri circa.
Una fattoria del vento costituita, ad esempio, da 30 aerogeneratori da 300 kW l’uno in una zona con venti dalla velocità di 25 km/h, può produrre 20 milioni di kWh all’anno, vale a dire quanto basterebbe a soddisfare le esigenze di circa 7000 famiglie.
Per raggiungere lo stesso risultato con una centrale a carbone si libererebbero nell’aria 22 mila tonnellate di anidride carbonica, 125 tonnellate di anidride solforosa e 43 tonnellate di ossido di azoto.
Quando le wind-farm sono costruite in mare prendono il nome di impianti off-shore.
Rappresentano un’utile soluzione per quei paesi densamente popolati e con forte impegno del territorio che si trovano vicino al mare. La tecnologia degli aerogeneratori da utilizzare in siti off-shore è in pieno sviluppo: a livello commerciale esistono macchine da 1 MW ed esistono prototipi da 3 MW.
Secondo alcune stime, gli impianti eolici nei mari europei potrebbero fornire oltre il 20% del fabbisogno elettrico dei paesi costieri. Attualmente in Europa sono operative 5 centrali costruite in Olanda, Svezia e Danimarca con una potenza totale di 30 costieri. Attualmente in Europa sono operative 5 centrali costruite in Olanda, Svezia e Danimarca con una potenza totale di 30 MW. In Italia non esiste ancora nessun impianto off-shore, ma è stato calcolato un potenziale sfruttabile di 3000 MW, pari a quello della terraferma, in grado di soddisfare il 4% degli attuali consumi di elettricità.
L’energia eolica e l’ambiente
L’energia eolica è una fonte rinnovabile e pulita. I possibili effetti indesiderati degli impianti hanno luogo solo su scala locale e sono: il rumore, l’occupazione del territorio, l’impatto visivo, gli effetti sulla flora e sulla fauna e la interazioni sulle telecomunicazioni.
Il rumore.
Il rumore che emette un aerogeneratore viene causato dall’attrito delle pale con l’aria e dal moltiplicatore di giri. Questo rumore può essere smorzato migliorando l’inclinazione delle pale, la loro conformazione, la struttura e l’isolamento acustico della navicella. Il rumore proveniente da un aerogeneratore deve essere inferiore ai 45 decibel in prossimità delle vicine abitazioni. Tale valore corrisponde ad una conversazione a bassa voce.
I moderni aerogeneratori soddisfano questa richiesta a partire da distanze di 150/180 metri.
Occupazione del territorio
Gli aerogeneratori e le opere di supporto (cabine elettriche, strade) occupano solamente il 2-3% del territorio necessario per la costruzione di un impianto. E’ importante notare che nelle wind-farm, a differenza delle centrali elettriche convenzionali, la parte del territorio non occupata dalle macchine può essere impiegata per l’agricoltura e la pastorizia.
la parte del territorio non occupata dalle macchine può essere impiegata per l’agricoltura e la pastorizia.
Impatto visivo
Gli aerogeneratori per la loro configurazione sono visibili in ogni contesto ove vengono inseriti. Ma una scelta accurata della forma e del colore dei componenti, per evitare che le parti metalliche riflettano i raggi solari,consente di armonizzare la presenza degli impianti eolici nel paesaggio.
Effetti su flora e fauna
Gli animali non sembrano affatto risentire della presenza delle nuove macchine a vento. Sembra proprio, alla luce di quanto già sperimentato, che ai piedi degli aerogeneratori la campagna possa continuare tranquillamente la sua vita e i suoi ritmi. Non a caso le distanze tra le macchine permettono la coltivazione del terreno e il pascolo del bestiame.
Per gli uccelli c'è stato qualche pericolo in più, specialmente in passato, quando le macchine eoliche avevano tutt'altra tecnologia. Studi specifici, a questo riguardo, sono stati condotti dal Rin (Research Institute for Nature Management) che ha potuto constatare come le perdite siano praticamente irrilevanti e comunque molto inferiori a quelle dovute al traffico di auto e agli stessi pali della luce e del telefono; questi animali, spesso dotati di ottima vista, non hanno problemi nell'individuare in
Interferenze sulle telecomunicazioni ed effetti elettromagnetici
Per evitare possibili interferenze sulle telecomunicazioni e la formazione di campi elettromagnetici basta stabilire e mantenere la distanza minima fra l’aerogeneratore e , ad esempio, stazioni terminali di ponti radio, apparati di assistenza alla navigazione aerea e televisori.
Emissioni evitate
L’utilizzo dell’energia eolica consente di evitare l’immissione in atmosfera delle sostanze inquinanti e dei gas serra prodotti dalle centrali convenzionali. Facciamo il conto delle emissioni evitate per kWh prodotto. Una centrale elettrica convenzionale emette mediamente:
•1.000 g/kWh di CO2 •1,4 g/kWh di SO2 •1,9 g/kWh di NOx
Prendiamo ora in considerazione i 700 MW di impianti eolici, che dovranno essere realizzati in Italia nei prossimi anni. Nell’ipotesi che l’energia annua prodotta sia pari a 1,4 TWh, pari a poco più dello 0,5% del fabbisogno elettrico nazionale, le emissioni annue evitate sono del seguente ordine:
•1,4 milioni di tonnellate di CO2 •1.960 tonnellate di SO2
•2.660 tonnellate di NOx •2.660 tonnellate di NOx
Energia eolica in Italia
In Italia, goegraficamente, la potenza è installata prevalentemente al sud ed in Sardegna; mentre in Sicilia le aziende come Enel Greenpower si stanno attivando per aprire nuovi impianti tali da utilizzare una risorsa presente in maniera molto evidente sul territorio. I 58 impianti installati alla fine del 2000 fanno capo a varie aziende e a consorzi creati appositamente che operano sul territorio italiano e sono caratterizzati da potenze variabili; si va dai più piccoli potenti qualche centinaio di kW fino ai più grandi con potenze oltre i 20000 kW. L'energia prodotta nel corso del 2000 ammonta a 563 GWh, valore interessante anche se ancora al di sotto delle altre fonti rinnovabili (escluso il fotovoltaico).La fonte eolica, in Italia, ha ottime possibilità di contribuire in misura significativa alla diminuzione dell'impiego delle fonti fossili, possiede,infatti, le caratteristiche adeguate per inserirsi correttamente nei sistemi di generazione nazionali; in più l'innovazione tecnologica può risultare estremamente utile per una sua generalizzata promozione e sviluppo. Oltre ai grandi impianti, le cui potenzialità sono enormi, esiste poi la possibilità della installazione di piccoli impianti, i cosiddetti "mini-wind". Una possibilità produttiva da non sottovalutare è quella fornita dall'eolico off-shore, cioè degli impianti eolici costruiti e posizionati sul mare ad una distanza massima di 2 Km dalla costa. I vantaggi sono evidenti: il vento è molto più uniforme e non risente dell'attrito terrestre, non ci sono problemi legati all'occupazione del territorio e vincoli di tipo paesaggistico per la maggioranza delle coste. Gli svantaggi invece sono riferibili a costi d'impianto e di manutenzione più alti e da difficoltà maggiori di collegamento alla rete elettrica; per cui potrebbe rendersi necessario qualche cambiamento tecnologico per sfruttare questo enorme
Aspetti economici
Per quanto riguarda gli aspetti economici va detto che l’energia eolica è diventata l’energia rinnovabile meno costosa, abbassando negli ultimi quindici anni il suo costo di circa l’85%. Poichè la potenza sviluppabile da un aerogeneratore varia col cubo della velocità del vento, l’economia eolica dipende molto dalla ventosità del sito in cui viene ubicata. Vi sono, inoltre, delle economie di scala conseguibili con la costruzione dei parchi eolici che utilizzano molti aerogeneratori. Si è stimato che in Europa il costo di un Kwh di energia elettrica da fonte eolica è lo stesso di un Kwh ottenuto in un moderno impianto a carbone provvisto di un’unità per lo scrubbing dei fumi,vale a dire 0.04 $/KWh. Negli Stati Uniti il costo è quasi uguale a quello europeo, con la differenza che il governo degli USA ha previsto una “Federal Production Tax Credit”nel 1993 pari a 0.017 $/Kwh, riducendo il costo a 0.015-0.03 $/Kwh in base alle economie di scala conseguibili, per compensare i sussidi stabiliti per il petrolio, il carbone e l’energia nucleare. Tutto ciò ha aumentato la crescita dell’eolico negli USA con nuove farm in Colorado, Iowa, Kansas, New York, Oregon, Pennsylvania, Texas, Wyoming e Washington. Il basso costo dell’elettricità prodotta dall’eolico consente di fare un processo di elettrolisi dell’acqua per produrre idrogeno che può essere facilmente conservato e usato per rifornire di carburante le turbine a gas negli impianti di riserva energetici quando la forza del vento diminuisce. L’idrogeno prodotto con l’energia eolica è il candidato principale a sostituire il gas naturale quando le riserve di questo saranno esaurite ed in futuro anche per i motori. L’energia eolica offre una stabilità di prezzo a lungo termine ed una indipendenza energetica: non ci sono, infatti, variazioni di prezzo improvvise come nel gas naturale. Attualmente,in Italia,il costo di installazione, ipotizzando l’impiego di aerogeneratori da almeno 600 KW di potenza nominale, si può ritenere compreso tra un minimo di 900 euro e un massimo di 1300 euro per KW, andando da siti pianeggianti a siti caratterizzati da orografia complessa. Il costo della macchina può ritenersi compreso tra 2/3 e 3/4 del costo totale di installazione in funzione delle caratteristiche orografiche del sito. Alcuni esempi di costo dei campi eolici: una centrale da circa 10 MW, allacciata quindi alla rete elettrica in alta tensione, potrebbe avere un costo di costo dei campi eolici: una centrale da circa 10 MW, allacciata quindi alla rete elettrica in alta tensione, potrebbe avere un costo di realizzazione compreso tra 8 e 12.7 milioni di euro in funzione dell’orografia del sito. Il costo di produzione varia in funzione della taglia delle macchine e della ventosità del sito. Il Kwh prodotto è stato,nel corso degli ultimi anni, a livelli di 0.045-0;075 euro; stime più recenti lo indicherebbero in un range compreso tra 0;035 e 0;045 euro/KWh. Presto il costo del Kwh da fonte eolica potrebbe raggiungere anche 0.03 euro/KWh, divenendo così confrontabile con quello proveniente dagli impianti turbogas. Gli impianti di piccola taglia costano nell’ordine dei 1500-2500 euro al KW di potenza nominale: questo anche perché, a differenza degli aerogeneratori di grossa taglia, non hanno ancora un mercato sviluppato anche per i ritardi nelle normative che permettano l’allacciamento alla rete elettrica di tali sistemi (cosa che già esiste per gli impianti fotovoltaici). Il costo dell'energia eolica si è drasticamente ridotto ma richiede ancora sussidi governativi ed è, secondo alcuni, più alto di quello che si crede in quanto alcuni importanti elementi vengono trascurati. Tra essi:
- Il costo dell'accumulazione dell'energia generata per porre rimedio alla produzione intermittente e variabile delle turbine eoliche - sicché i sistemi elettrici possano essere mantenuti in equilibrio.
- I costi aggiuntivi della trasmissione elettrica e della gestione delle reti a causa dell'intermittenza, della variabilità e dalla bassa prevedibilità della produzione delle turbine eoliche e l'uso inefficiente della capacità di trasmissione.
- Gli sconti fiscali e i sussidi che spostano il carico fiscale e i costi dai proprietari delle "fattorie del vento" agli altri contribuenti e ai consumatori d'energia.