Minieolico: le tipologie di impianto e quando conviene

L’energia del vento

Il vento è un fenomeno fisico che si genera per effetto della radiazione solare, quando una zona della terra si riscalda maggiormente rispetto a quelle adiacenti, l’aria si dilata e di conseguenza risulta più leggera e la pressione locale si riduce. Dalle zone vicine convergono masse d’aria più fredde, e maggiormente dense che sono spinte dalla differenza di pressione. Si manifesta così il fenomeno atmosferico del vento.

Il vento è una fonte energetica rinnovabile derivata dall’energia del sole e presenta le seguenti caratteristiche: bassa concentrazione, irregolarità, incostanza in velocità e direzione, però risulta sempre disponibile per l’utilizzatore.

Classificazione delle turbine eoliche

L’energia contenuta nel vento può essere recuperata tramite l’utilizzo di apposite turbine che, possono essere classificate in funzione del principio fisico che sfruttano, o in funzione dell’orientazione dell’asse:

• Classificazione per tipologia di forza che genera la coppia all’albero:
  > Drag-based: sfruttano forze aerodinamiche di trascinamento di tipo resistivo. In questa categoria troviamo gli storici mulini a vento e la turbina di tipo Savonius.
  > Lift-based: sfruttano le forze di portanza dei profili alari delle pale. In questa categoria troviamo le turbine moderne tradizionali (Windmill) e quelle di tipo Darrieus.

• Classificazione per orientamento dell’asse di rotazione del rotore:
  >  VAWT (Vertical Axis Wind Turbine): Turbine ad asse rotazionale verticale. In questa categoria troviamo le turbine di tipo Savonius o Darrieus.
  >  HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine): Turbine ad asse di rotazione orizzontale. In questa categoria troviamo le turbine tradizionali moderne (Windmill).

La turbina di tipo Savonius sfrutta la resistenza all’avanzamento del vento per generare energia; dunque, è di tipo ad asse verticale, Drag-Based.

La turbina Darrieus permette di orientare l’asse della macchina in qualsiasi direzione sfruttando le caratteristiche delle macchine Lift-Based. Prevedono superfici alari disposte attorno ad un albero centrale lungo la circonferenza. L’utilizzo di questa turbina con un asse verticale permette di sfruttare i venti provenienti da ogni direzione.

La turbina Windmill è il modello con la maggiore diffusione a livello mondiale. Il rotore è fissato su un albero orizzontale e possono essere costituite da una, due o più pale. Sono le macchine con la maggiore efficienza e le più vantaggiose in caso di ingenti investimenti. Le potenze disponibili per quelle di maggiore dimensione possono raggiungere le decine di megawatt.

La tecnologia degli aerogeneratori si è sviluppata anche per funzionare a basse velocità del vento e, dunque, possono essere impiegate in condizioni tipicamente sfavorevoli per i modelli di grande potenza.

Le turbine a loro volta possono essere suddivise in base alla dimensione della torre e del diametro delle pale, si classificano dunque in:

• Turbine di grande scala;
• Turbine di media scala;
• Turbine di piccola scala.

Le turbine di piccola scala sono caratterizzate da una produzione di meno di 20.000 kWh all’anno, possono essere installate su tetti o a terra con diametri dei rotori che variano da 1 a circa 9 metri. A loro volta è possibile dividerle in tre sub-categorie:

• Microeolico: con rotori < 1.5 m e producibilità di circa 1000 kWh/anno;
  
• Minieolico: con rotori tra 1.5 e 2.6 m di diametro e producibilità compresa fra circa
  1000 e 2000 kWh/anno
  
• Eolico Domestico: con rotori compresi fra i 2.7 e 9 m di diametro e producibilità compresa fra 2000 e 20.000 kWh/anno.

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L'articolo continua con alcuni cenni teorici e un esempio applicativo, perché la scelta di un impianto minieolico può essere di interesse anche nel caso di abitazioni singole o agglomerati residenziali.