L’energia eolica non è nient’altro che l’energia del vento trasformata in energia elettrica in corrente continua, che può essere immagazzinata in batterie ed utilizzata quando necessario, oppure può essere riversata nella rete elettrica fino a formare delle grandi centrali di produzione.
Per produrre tale energia ci serviamo, appunto dei generatori eolici, che possono essere di diversi modelli e potenza, quali ad esempio:
generatori ad asse orizzontale: l’asse del rotore è parallelo alla direzione del vento e al terreno; questi generatori sono composti da:
un involucro che contiene il generatore elettrico, il moltiplicatore di giri e alcune apparecchiature di controllo,
il rotore su cui sono montate le pale,
il dispositivo di orientamento del generatore in base alla direzione del vento
generatori ad asse verticale: l'asse del rotore è perpendicolare alla direzione del vento e al terreno, questi generatori sono composti da:
un albero tubolare mantenuto verticale da degli stralli,
due o tre pale curvate in modo che entrambe le estremità siano collegate all’albero,
un basamento che contiene l’eventuale generatore elettrico.
I generatori eolici si differenziano anche per grandezza:
generatori piccoli: hanno una potenza che va dai 5 ai 100 kW; e il diametro del rotore varia dai 3 ai 20 metri; l'altezza del mozzo (su cui sono fissate le pale) và invece da 10 a 20 metri;
generatori medi: hanno una potenza che và dai 250 agli 800 KW; il diametro del rotore varia dai 25 ai 50 metri; l'altezza del mozzo và dai 25 a 50 metri;
generatori grandi: hanno una potenza che và dai 1.000 ai 2.500 KW; il diametro del rotore và dai 55 ai 70 metri; l'altezza del mozzo varia dai 60 agli 80 metri.
I generatori eolici inoltre possono essere costruiti con due o tre pale che possono variare di lunghezza:
quelli con le pale lunghe circa 50 cm, solitamente vengono utilizzati come caricabatteria;
quelli con le pale lunghe 30 metri, in grado di produrre una potenza di 1.500 KW, riescono a soddisfare il fabbisogno di energia elettrica giornaliera di circa mille famiglie.
Il tipo più diffuso è il generatore eolico di grandezza media con due o tre pale lunghe circa 20 metri.
Il grande vantaggio dell’energia eolica stà proprio nel fatto che è una fonte di energia alternativa inesauribile, dando dei buoni risultati anche durante la notte quando non è presente la luce, e con condizioni atmosferiche non ottimali, quindi quando ad esempio la resa dei moduli fotovoltaici diminuisce.
Diciamo quindi che per sfruttare al massimo l’energia eolica e quella fotovoltaica, l’ideale sarebbe effettuare un ‘impianto misto, verificando ovviamente, che non venga installato in zone ombrose e dove non c’ è assolutamente vento.
Una delle installazioni più tipiche dell’energia eolica e fotovoltaica insieme è quella effettuata sulle barche a vela, dove di giorno viene sfruttata l’energia solare e di notte e nei periodi di brutto tempo, vengono sfruttati i generatori eolici. Quest’ultimi non richiedono una velocità del vento particolarmente elevata, sono costituiti infatti da alternatori ad alta efficienza che iniziano ad erogare energia anche con vento molto debole, circa 10 Km/h.
I generatori eolici sono concepiti per resistere anche a venti di forte intensità, sono silenziosi e compatti, e come per i pannelli fotovoltaici, per poter immagazzinare energia nelle batterie hanno bisogno di un regolatore di carica (la sua funzione è quella di proteggere gli accumulatori da sovraccarichi e da eccessive scariche in modo da aumentarne la vita utile e farli lavorare in un intervallo di tensioni adeguate all’utilizzo), infatti se si vuol fare un impianto misto è necessario che si scelga un regolatore di carica idoneo ad entrambi gli impianti.
Per ciò che riguarda invece le applicazioni tipiche della sola energia eolica esistono gli impianti wind-farm (fattorie del vento) e gli impianti offshore (come le wind-farm, però in mare). Negli impianti wind-farm i generatori eolici sono disposti in modo vario sul territorio, però collegati fra loro ad un’ unica linea che si collega alla rete locale e nazionale. La distanza con la quale vengono installati è circa cinque-dieci volte il diametro delle pale , quindi se per esempio si installano generatori con pale di circa 30 metri, vanno messi ad una distanza fra loro di circa 300 metri. Per quanto riguarda gli impianti offshore, sono uguali alle wind-farm, però costruiti in mare, sono molto utili in quelle zone vicine al mare, dove la superficie del territorio non sarebbe sufficiente in quanto densamente popolata.
Come per gli impianti fotovoltaici, anche per gli impianti eolici si possono realizzare, a seconda della necessità, due tipi di sistemi:
impianti eolici a isola
impianti eolici integrati con la rete elettrica.
Gli impianti eolici a isola sono utili da realizzare nelle località lontane dalla rete elettrica ( ad es. rifugi,baite e case isolate, dove il costo di allacciamento alla rete elettrica sarebbe molto dispendioso), o per realizzare impianti di pompaggio dell’acqua in zone dove non è presente la rete elettrica.
Il sistema ad isola ha bisogno di accumulare l’energia prodotta in batterie per poter far fronte ai periodi in cui la presenza del vento è scarsa.
Diciamo quindi che per poter effettuare un’impianto eolico a isola abbiamo bisogno di:
generatore eolico
batterie di accumulo dell’energia.
regolatore di carica (la sua funzione è quella di proteggere gli accumulatori da sovraccarichi e da eccessive scariche in modo da aumentarne la vita utile e farli lavorare in un intervallo di tensioni adeguate all’utilizzo).
inverter (apparecchio elettronico che converte la corrente continua a 12-24-48 V c.c. in corrente alternata a 230V a.c.), se necessario.
Gli impianti eolici integrati con la rete elettrica non necessitano accumulatori di energia, in quanto, l'energia prodotta in esubero, viene immessa nella rete elettrica generale (misurandola) e quindi, al momento del bisogno (notte e giornate poco soleggiate) la riprendiamo comunemente con il nostro contatore generale (misurandola).
Diciamo quindi che per poter effettuare un’impianto eolico collegato in rete abbiamo bisogno di:
generatore eolico
inverter (apparecchio elettronico che converte la corrente continua a 12-24-48 V c.c. in corrente alternata a 230V a.c.)
Con questo sistema è possibile effettuare uno scambio energetico con la rete elettrica abbattendo così i costi della bolletta, inoltre non è necessario che il sistema eolico soddisfi interamente la domanda dell’utenza in quanto la rete stessa agisce come un accumulo di energia infinita. I sistemi eolici possono avere una serie molto ampia di utilizzo ad esempio: ricarica batterie per camper, caravan, imbarcazioni, elettrificazione rurale, baite, rifugi e case isolate, ossigenazione vivai ittici, stazioni di rilevamento meteorologico, centri sanitari mobili o isolati, elettrificazione di basi scientifiche in zone remote, etc.
