Il descrittore della velocità di rotazione delle pale

Dopo aver visto che il rumore prodotto dall'aerogeneratore è descrivibile in funzione della rotazione delle pale, è sorto il problema di quale parametro di rpm scegliere per avere una relazione analitica più accurata possibile. Inizialmente la procedura proposta teneva in considerazione ogni aerogeneratore che fosse ad un massimo di 1 kmdi distanza dal ricettore, considerandoli tutti ugualmente contribuenti al rumore generato dall'impianto. I dati di rumore sono stati gracati in funzione di ciascun aerogeneratore (WTG) entro tale distanza limite, 4 nel sito di misura Scapiccioli riportato a titolo di esempio nella gura 4.22 e nelle successive.

Figura 4.22: Dispersione del rumore con le rpm degli aerogeneratori 1,2,3,4 a Scapiccioli.

In ognuno dei graci di gura 4.22 l'andamento generale è ben visibile ma, al ne di selezionare il miglior parametro di rpm, questo non signica molto perché, ad eccezione di alcuni casi, le pale dei vari aerogeneratori ruotano circa alla stessa velocità all'interno dei periodi di 10', poiché gli aerogeneratori sono tutti piuttosto vicini e risultano tutti solitamente aetti da circa lo stesso vento in ogni interval- lo. Questo è vero nella media dei casi ma possono esserci alcuni periodi in cui le rotazioni delle pale non corrispondono fra i vari aerogeneratori perché questi sono stati bloccati singolarmente dal gestore o perché risentono di uttuazioni del vento dovute alla presenza dei rilievi collinari (più inuente alle basse velocità del vento). Si spiega quindi come nei diversi graci mostrati in gura 4.22 l'andamento sia cir- ca lo stesso ma si vedono punti al di fuori di esso, in numero variabile a seconda dell'aerogeneratore considerato.

La ricerca del miglior parametro di rpm a cui legare l'emissione sonora di un aerogeneratore si è tradotta nella ricerca dell'andamento che presentasse minori punti esterni.

Va ricordato che l'analisi eettuata in questa parte non separa i dati in periodo diurno e notturno e non considera ancora la direzione predominante, per cui sono possibili dei miglioramenti ai graci di gura 4.22 ma non sucienti allo scopo, per

cui si è deciso di lasciare tutti i dati in modo da avere una maggiore statistica in questa parte della trattazione.

Dai graci eettuati considerando la velocità di rotazione dei singoli aerogen- eratori, si percepisce anche che i due aerogeneratori più impattanti sono il numero 1 e il 2, dato che, oltre ad avere meno punti esterni, hanno anche una dispersione minore intorno all'andamento. In tutti i graci è ben visibile come sotto il valore di 6 rpm non ci siano molti valori e ciò è coerente con il fatto che tale valore di rpm corrisponde alla velocità di attivazione delle pale e che al di sotto di essa dovrebbe esserci solo rumore residuo, indipendente dalla sorgente. L'eventuale presenza di una grossa dispersione dei valori quando la velocità di rotazione delle pale è così bassa, invece, signica che il rumore sta variando nonostante le pale scelte siano ferme: questo può avvenire a causa della variabilità del vento e del rumore residuo, purché essa non sia troppo grande. Per il WTG-3, ad esempio, ad rpm = 0 si ha una variabilità del rumore decisamente troppo grande, da 18 a 46 dB(A), segno che i valori più alti corrispondono ad una maggiore rotazione delle pale rispetto a quella del graco e, quindi, non è la sua velocità di rotazione a determinare il rumore ma quella di un altro degli aerogeneratori.

Il graco dei WTG-1 e WTG-2 sono entrambi ben delineati e con pochi punti al di fuori dell'andamento, segno che sicuramente sono quelli maggiormente impattanti al ricettore.

Per cercare una procedura che fosse applicabile ad un qualunque impianto e non soltanto a quello sotto indagine, si è cercato di trovare un parametro che prendesse in considerazione tutti gli aerogeneratori impattanti. Sono state provate la media e il massimo sia di tutti e quattro gli aerogeneratori che solamente dei due più impattanti; la dispersione dei valori di rumore in funzione di questi parametri è riportata nella gura 4.23.

Figura 4.23: Dispersione del rumore con la media e il massimo delle rpm di 2 e 4 aerogeneratori a Scapiccioli.

La scelta della media dei quattro aerogeneratori risulta nettamente errata, data la presenza di uno sdoppiamento nel loro graco, che non era presente utilizzando gli altri parametri, e di molti valori sotto il 6 rpm. Anche considerando solo le due torri più impattanti si vede che la media non è un buon parametro a cui legare la generazione del rumore perché si possono avere dei periodi in cui alcune pale sono ferme ed altre girano velocemente. Ad esempio con tre valori a 0 rpm e uno a 12 rpm, la media è 3 rpm, quindi nell'intervallo dove non dovrebbero esserci sorgenti di rumore eolico.

Il massimo sembra un ottimo parametro dato che l'andamento è ben delineato e con pochi valori esterni ad esso sia per quattro che per due aerogeneratori. Per questo motivo, la prima bozza di procedura proposta è stata eettuata utilizzando il massimo dei due aerogeneratori maggiormente impattanti ma, così facendo, si è visto come la scelta del semplice massimo possa spostare una grande quantità di dati verso le alte rpm, aumentando la statistica di essi e diminuendo quella relativa ai periodi in cui la rotazione è alle medie velocità, che poi è quella più frequente. Per questo motivo si è cercato un parametro che potesse lasciare abbastanza inal- terata la statistica dei dati, mantenendo però le proprietà del massimo fra le torri

più impattanti. Secondo il metodo ISO 9613-2 [62], il livello di pressione sonora misurato ad una certa distanza di da una sorgente è dato dalla potenza sonora meno

l'attenuazione portata da molti fattori; nel caso di più sorgenti, il livello di pressione sonora è dato dalla somma logaritmica dei contributi di ciascuna sorgente. Se si assume che la potenza sonora sia proporzionale alla rotazione delle pale, a meno di una costante vale [28]:

Lw,i = 10 · log10

 rpmi

rpm0



con rpmi la rotazione della turbina i-esima e rpm0 una normalizzazione per rendere

adimensionale il valore. Il livello di pressione sonora vale: Lp,i = 10 · log10

 rpmi

rpm0

 − A1,i

dove A1,i è l'attenuazione per il rumore della turbina i-esima. Da questo valore

è possibile isolare l'attenuazione per divergenza geometrica, ottenendo: Lp,i = 10 · log10  rpmi rpm0  − 20 · log10  di d0  − A2,i

dove A2,i indica l'attenuazione di ciascun aerogeneratore i dipendente dall'oro-

graa del sito, dal valore g del terreno, dal coeciente α dell'assorbimento dell'aria e dalle condizioni meteo in generale, ma indipendente dalla divergenza geometrica, d0 è una distanza di normalizzazione. L'equazione precedente può essere riscritta,

prendendo rpm0 = 1 e d0 = 1 come: Lp,i = 10 · log10  rpmi d2 i  − A2,i

La somma logaritmica su tutti gli i fornisce il valore del livello di pressione sonora totale delle sorgenti al ricettore posto alla distanza di da ciascuna delle sorgenti.

Dato che le Ai non dipendono dalla distanza, si può assumere che siano tutte simili

fra loro, per cui perdono la dipendenza da i (A2).

Considerando come distanza di normalizzazione la distanza dell'aerogeneratore più vicino d1 fra quelli a vista:

Lp,tot = 10 · log10 X i rpmi d2 i ! − A2 = 10 · log10 1 d2 1 X i rpmi d2 i · d2₁ !! − A2 Lp,tot = 10 · log10 X i rpmeq,i ! − 20 · log10(d1) − A2

dove si è utilizzato: rpmeq,i = rpmi×  d1 di 2 (4.1) Questa denizione è il risultato cercato e rappresenta una ipotetica traslazione di tutte le sorgenti sonore nell'esatto punto della sorgente più vicina al ricettore, considerando l'attenuazione geometrica. Il parametro rpmeq,irappresenta la velocità

di rotazione delle pale che avrebbe l'aerogeneratore i-esimo se, a parità di rumore misurato al ricettore, fosse posizionato alla distanza dell'aerogeneratore più vicino (d1).

Con questi nuovi valori di rotazione è possibile applicare quanto visto prima, cioè la scelta del massimo, ottenendo l'rpm massimo equivalente degli aerogeneratori (rpmeq,max) come miglior parametro a cui legare il livello di rumore per descrivere

l'emissione sonora di un impianto eolico. Un ulteriore verica è riportata in gura 4.24, dove si è gracato il massimo equivalente e la media equivalente (cioè la media con la correzione descritta dall'equazione 4.1 ) sia per 2 che 4 aerogeneratori.

Figura 4.24: Dispersione del rumore con la media e il massimo equivalente delle rpm di 2 e 4 aerogeneratori a Scapiccioli.

stessi motivi per cui si è scartata la normale media e perché il valore massimo degli rpm viene alterato riducendosi da 18 a 16 rpm; il massimo equivalente, invece, è risultato un valido parametro che rispettasse le richieste della procedura. La scelta di prendere solamente le due torri è stata dettata dall'aver visto precedentemente (per le rpm dei singoli aerogeneratori) che esse non contribuiscono in modo signicativo al rumore misurato al ricettore. L'unione di tutto ciò ha permesso di formulare la scelta dellarpmeq,max come parametro a cui legare il livello di rumore per descrivere

l'emissione sonora dei soli aerogeneratori in vista e ad una distanza non maggiore di 1 Km, ritenuta il massimo oltre la quale l'attenuazione è troppo grande. Un rotore va inteso a vista quando la linea di vista fra esso e il punto di misura non è interrotta da rilievi, escludendo quindi occultamenti provocati dalla vegetazione.

4.5.4 Analisi statistica dei dati misurati e delle incertezze