La Conferenza di Kyoto ha impegnato tutti i Paesi a sviluppare l’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili per contenere il consumo di combustibili fossili e ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera, che provocano il pericoloso Effetto Serra.

Fra le fonti energetiche rinnovabili, il vento è una risorsa disponibile, ecologica e sostenibile. In questi ultimi anni in Europa sono notevolmente aumentati i siti per la produzione di energia elettrica dal vento (Wind Farm), nei luoghi dove le condizioni climatiche, orografiche e ambientali permettono il migliore sfruttamento della risorsa vento. Ciò ha contribuito ad affinare le tecnologie ed a ridurre i costi delle attrezzature eoliche; attualmente infatti sono disponibili sul mercato macchine eoliche di tutte le taglie, sicure e tecnologicamente affidabili.

La produzione di energia elettrica eolica è normalmente associata all’immagine di grandi di siti con numerose ed enormi macchine sui crinali o in mare aperto; impianti spesso non graditi dalle popolazioni per l’impatto visivo sul paesaggio e, quando sono vicini alle abitazioni, per il continuo rumore che provocano.

Gli impianti eolici di piccole e piccolissime dimensioni, invece, hanno un impatto visivo ed ambientale sostanzialmente nullo, di poco superiore a quello di un’antenna parabolica. Essi possono essere utilizzati, da soli o accoppiati con i pannelli fotovoltaici, per fornire elettricità a zone remote o difficilmente raggiungibili dalla rete elettrica (abitazioni isolate, riserve naturali, stazioni meteo, rifugi alpini, etc….).

Piccoli generatori eolici vengono impiegati anche per alimentare le piccole utenze di bordo delle imbarcazioni da diporto (frigorifero, quadro di controllo, luci, etc). Collegati alla rete nazionale, infine, possono integrare l’energia occorrente alle infrastrutture turistiche (campeggi, hotel, porti turistici, agriturismi, etc….) e a tutte le altre utenze situate in zone ventilate.

Con i micro impianti eolici c’è quindi uno spazio significativo per produrre energia elettrica su piccola scala, in modo sostenibile e compatibile con l’ambiente.

Un impianto eolico di dimensioni industriali è costituito da una o più macchine (aerogeneratori) poste ad adeguata distanza le une dalle altre, in modo da non interferire tra loro dal punto di vista aerodinamico, disposte sul territorio (su file, a gruppi) secondo un disegno funzionale all’esposizione del vento e all’impatto visivo. Gli aerogeneratori sono collegati, mediante cavi interrati alla rete di trasmissione presso cui viene realizzato il punto di consegna dell’energia.

Le macchine eoliche, al di là delle particolarità dei modelli e degli sviluppi tecnologici apportati dalle diverse aziende costruttrici, funzionano con la forza del vento, che aziona le pale della macchina (in numero da uno a tre) fissate su di un mozzo. L’insieme delle pale e del mozzo costituisce il rotore. Il mozzo, a sua volta, è collegato ad un primo albero (detto albero lento) che ruota alla stessa velocità impressa dal vento al rotore.

L’albero lento è collegato ad un moltiplicatore di giri, da cui si diparte un albero veloce che ruota con una velocità maggiore (data dal prodotto di quella dell’albero lento per il moltiplicatore di giri). Sull’albero veloce si trova il generatore elettrico che produce l’energia elettrica convogliata dai cavi alla rete. Tutti questi elementi sono ubicati in una cabina detta navicella o gondola, la quale a sua volta è posizionata su di un supporto-cuscinetto, che si orienta in base alla direzione del vento.

La navicella è completata da un sistema di controllo di potenza e da uno di controllo dell’imbardata. Il primo ha il duplice scopo di regolare la potenza in funzione della velocità istantanea del vento (così da far funzionare la turbina il più possibile vicino alla sua potenza nominale) e di interrompere il funzionamento della macchina in caso di vento eccessivo. Il secondo invece consiste in un controllo continuo del parallelismo tra l’asse della macchina e la direzione del vento. L’intera navicella è posta su di una torre a traliccio, o tubolare conica, ancorata al terreno tramite un’opportuna fondazione in calcestruzzo armato.

Schema di aerogeneratore e di un impianto eolico

Il rendimento delle macchine eoliche dipende dalla intensità del vento: a parità di diametro delle pale, con l’aumento della velocità del vento, la potenza teoricamente estraibile aumenta in modo più che proporzionale.

Pertanto, prima di decidere l’installazione di un impianto eolico è indispensabile un’accurata conoscenza delle caratteristiche del vento nel sito in cui si intendono installare gli aerogeneratori. Tali conoscenze si ottengono realizzando preventivamente un accurato studio anemologico (cioè della frequenza, della velocità, della durata e della direzione del vento).

L’intensità del vento dipende dalle caratteristiche orografiche del terreno. Un primo elemento è la rugosità del suolo: in pianura o al mare il vento spira con intensità maggiore che in campagna o nelle città. Un altro è in funzione dell’altezza dal suolo: più ci si alza, maggiore è la velocità del vento.

Le macchine eoliche funzionano entro parametri minimi e massimi della velocità del vento. In linea generale:

• possono essere avviati con vento variabile da 2 a 4 m/s (velocità di cut-in);
• quando il vento raggiunge velocità di 10-14 m/s (velocità di taglio o nominale), entra in funzione un dispositivo di controllo della potenza;
• vengono messe fuori servizio quando la velocità del vento supera i 20-25 m/s (velocità di cut-off).

Potenza estraibile per metro quadrato di area spazzata dal rotore

Nel 2001 in Italia erano installati circa 1.250 aerogeneratori, per una potenza di circa 700 MW ed una produzione annua di energia elettrica attorno ai 1.150 GWh. La taglia delle centrali eoliche italiane è compresa tra poco meno di 1 MW e 35-36 MW; la media si attesta intorno ai 10-15 MW di potenza.

Gli impianti si concentrano prevalentemente nell’Italia meridionale, con predominanza in Campania e Puglia (rispettivamente 223 e 222 MW installati). Circa il 90% delle macchine si trova in zone montuose ad altezze variabili tra 600 e 700 m sul livello del mare. I programmi nazionali di sviluppo dell’eolico (Libro Bianco e Verde) puntano alla realizzazione di 3.000 MW entro il 2010.

Anche se non esiste una classificazione convenzionale che definisca gli impianti micro-eolici, la presente Guida prende in considerazione quelli con una potenza installata inferiore a 100 kW.

Le macchine micro-eoliche, pur essendo simili agli aerogeneratori più grandi, costituiscono un settore tecnologicamente distinto da quello delle macchine di media e grande taglia: il micro-eolico è rivolto a specifici mercati di nicchia, con applicazioni che richiedono soluzioni tecniche semplificate e concepite ad hoc. Generalmente, gli impianti al di sotto di 20-30 kW servono a produrre energia elettrica per autoconsumo, mentre in quelli di taglia maggiore una parte dell’energia prodotta è destinata alla vendita.

Le possibilità di espansione del micro-eolico in Italia sono abbastanza ampie: pur se con diverse potenzialità (in termini geografici e stagionali) la risorsa “vento” è abbastanza diffusa e le applicazioni possibili sono numerose. I luoghi in cui sono installabili micro impianti eolici sono svariati, anche perché gli aerogeneratori di piccola taglia sono molto versatili e si installano con molte meno difficoltà rispetto a quelli grandi.

L’impatto ambientale del micro-eolico è abbastanza basso: le microturbine hanno dimensioni notevolmente minori rispetto ai grandi aerogeneratori, necessitano di spazi limitati e sono relativamente poco visibili. Inoltre le turbine micro eoliche sono molto avanzate in termini tecnici, economici ed applicativi.

Tuttavia, quando sono installate in prossimità delle utenze, occorre valutare bene l’impatto acustico: per attenuare il rumore bisogna effettuare una scelta ponderata del modello di turbina e del luogo di installazione.

Di gran lunga superiori sono i benefici: favoriscono la generazione diffusa di energia elettrica; evitano il ricorso ad altre forme di energia più inquinanti; rappresentano una forma di generazione elettrica distribuita, semplice e spesso conveniente; permettono soluzioni di connessione alla rete difficilmente attuabili altrimenti.

Inoltre, le applicazioni micro-eoliche sono favorite dalla crescente sensibilità alle problematiche energetiche e ambientali. Questa nuova coscienza induce i cittadini a dare un contributo diretto alla sostenibilità, adottando per le proprie esigenze civili o di piccola imprenditoria (agriturismi, fattorie, rifugi, utenze domestiche isolate, seconde case, etc…..) micro-impianti da fonti rinnovabili, anziché sistemi di generazione tradizionali.

Gli impianti micro eolici di potenza inferiore a 20 kW, per le loro caratteristiche di adattabilità, semplicità tecnologica e costi contenuti, trovano applicazione soprattutto per l’alimentazione di utenze isolate dal punto di vista elettrico, dove non è economicamente conveniente il collegamento alla rete.

Anche in Italia esistono, seppur non numerose, utenze civili private o infrastrutture turistiche (agriturismi, fattorie, campeggi, rifugi, utenze domestiche isolate in montagna, al mare o su isole) non collegate alla rete. In queste situazioni si possono usare aerogeneratori di piccola taglia in combinazione con pannelli fotovoltaici e generatori diesel (sistemi ibridi), dotati di sistemi di accumulo (batterie).Altre applicazioni sono legate all’alimentazione di sistemi di telecomunicazione (ripetitori, antenne di telefonia mobile installate a distanza dalla rete elettrica), sistemi di pompaggio e drenaggio di siti da bonificare, utenze di illuminazione pubblica distanti dalla rete elettrica (strade, viadotti, gallerie, fari, piattaforme, impianti semaforici, etc…..).