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Eolico: come calcolare la producibilità dell’impianto

di Francesca Vinciarelli

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Il nuovo metodo per calcolare la producibilità degli impianti eolici elaborato dal CNR di Firenze.

Puntare sulle energie rinnovabili rappresenta un indubbio vantaggio per le imprese italiane, in termini di: risparmio, lavoro, business. Tuttavia, prima di investire in un impianto per la produzione di energia pulita sarebbe molto utile poter calcolare in anticipo la sua potenzialità, permettendo di contenere i costi di progettazione e agevolando localizzazione e struttura dei siti più idonei. Un importante aiuto in questo ambito arriva da una ricerca dell’Istituto di biometeorologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Ibimet-CNR), che ha elaborato un calcolo per prevedere la producibilità degli impianti eolici, partendo da alcune semplici misure di superficie.

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Lo studio “Surface turbulence intensity as a predictor of extrapolated wind resource to the turbine hub height” pubblicato su Renewable Energy è stato elaborato da Giovanni Gualtieri, ricercatore dell’Ibimet-CNR di Firenze, il quale spiega:

«L’intensità di turbolenza (I) di un sito è data dal rapporto tra la deviazione standard della velocità del vento (su) e il valore medio della velocità del vento (v), cioè dalla misura di quanto il valore istantaneo di v si discosti da quello medio. In campo eolico è un parametro fortemente critico, in quanto al suo aumentare crescono anche: i carichi sulle turbine, che ne riducono il ciclo di vita, le perdite dell’energia prodotta e l’incertezza nella stima della produttività. Non a caso, tra i requisiti costruttivi cui le turbine in commercio devono ottemperare secondo le norme europee, uno dei più importanti è proprio la resistenza all’intensità di turbolenza del sito a cui sono destinate».

L’idea innovativa è quella di considerare la forza del vento, a volte distruttiva, un fattore positivo:

«Processando due anni di dati (2012–2013) della torre anemometrica di Cabauw (Olanda) ad altezze comprese tra 10 e 80 m, I è risultata fortemente correlata all’esponente del “wind shear”, cioè al profilo verticale della velocità del vento. C’è da considerare che, mentre il “wind shear” richiede misure fino ad altezze anche superiori ad 80-100 metri, l’intensità di turbolenza è un dato di superficie per il quale sono sufficienti misure a 10-20 m. In sostanza, il risultato del nostro lavoro consiste nel prevedere l’andamento a quote difficilmente raggiungibili con strumentazione dai costi contenuti a partire da semplici misure a terra: un vantaggio evidente, in fase di progettazione di un impianto eolico».

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In termini di risultato:

«Applicato tra i 10 e gli 80 m, il metodo ha rivelato errori compresi tra il 4 e 7% per v, e tra il 3 e l’8% per P. Su una gamma di 15 aerogeneratori tra quelli disponibili in commercio con altezze del mozzo dell’ordine di 40 m, ha fornito un errore nella stima della producibilità energetica tra il 4.1 e il 6.2%. Su un set più ampio di 40 turbine con altezze del mozzo a 80 m, l’errore è risultato compreso tra il 6.2 e il 14.5%. Si tratta di risultati di grande interesse a livello applicativo, progettuale ed industriale».

(Fonte: Studio pubblicato su Renewable Energy).

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