Alternatore eolico, funzionamento e impianti

Produrre in modo autonomo energia elettrica, grazie all’energia del vento, è un obiettivo sempre più vicino.

 

L’energia eolica rappresenta un investimento che si ammortizza nel breve periodo e promette di rendere e funzionare per circa 25 anni. Se si parla di energia eolica, non si può partire che da quello che è lo strumento più importante dell’intera architettura di produzione energetica: l’alternatore eolico, conosciuto anche con il nome di generatore eolico, aerogeneratore o turbina eolica.

Alternatore eolico, funzioni e tipi

L’alternatore eolico trasforma l’energia cinetica prodotta dal movimento del vento in energia elettrica. Maggiore è l’intensità del vento, maggiore sarà la quantità di energia elettrica prodotta dal generatore.

 

In questo senso più grande è la potenza, minore sarà il costo unitario per kW. Un generatore di piccole dimensioni da 200 kW, ad esempio, costa meno di un mini impianto da 20 kW.

 

Ma come funziona un impianto eolico? Quando la velocità del vento supera i 10 km orari, le pale eoliche si mettono in movimento generando a loro volta una forza meccanica che consente di attivare i generatori eolici, i quali trasformano questa energia in elettricità.

 

L’alternatore eolico è il dispositivo che utilizza l’energia cinetica del rotore per trasformarla in elettricità. I generatori possono essere progettati per produrre corrente continua (DC), oppure corrente alternata (AC). I primi sono di solito chiamati semplicemente generatori, i secondi alternatori.

 

Esistono vari tipi di aerogeneratori in relazione alla forma e alla dimensione. In base alla tipologia del rotore si distinguono due tipologie: generatore eolico ad asse verticale e generatore eolico ad asse orizzontale.

 

Quando parliamo di generatore eolico ad asse verticale intendiamo quella struttura in cui l’asse del rotore, ovvero la dimensione delle pale, è perpendicolare alla direzione del vento. Questo tipo di generatore ha il vantaggio di essere poco rumoroso. Al contrario di quello orizzontale, la direzione del vento non influisce sul suo rendimento e può essere utilizzato anche quando il vento è molto forte. Il contro di questo tipo di alternatore è che presenta un rendimento inferiore del 30% circa rispetto a quello orizzontale.

 

Nel generatore eolico ad asse orizzontale, invece, l’asse del rotore è parallelo alla direzione del vento. Questo tipo di generatori sono quelli più utilizzati e hanno un’efficienza maggiore di quelli ad asse verticale, però sono più rumorosi. Nei grandi impianti questo sistema è motorizzato, mentre per i piccoli impianti avviene in modo naturale con la stessa azione del vento. Quando il vento è troppo forte, questi generatori sono dotati di un sistema frenante che blocca la macchina per ragioni di sicurezza. Al contrario, quando il vento è troppo debole, l’impianto non riesce a partire.

Alternatore a magneti permanenti, come funziona

A differenza dei tradizionali sistemi alternatori AC, un alternatore a magneti permanenti consente notevoli benefici. I principali vantaggi fisici sono rappresentati dalla riduzione del peso e della lunghezza. Questi generatori presentano anche vantaggi elettronici, per via di una tecnologia superiore che permette di massimizzare l’efficienza dell’intero sistema energetico.

 

Gli alternatori a magneti permanenti hanno un’efficienza molto elevata con prestazioni soddisfacenti anche a bassi numeri di giri. Infine, questi generatori hanno un basso costo per Watt prodotto, per cui rappresentano un’ottima soluzione.

Quali impianti eolici esistono?

In relazione alla potenza elettrica che sono in grado di generare, che dipende dalla taglia del rotore, si distinguono le diverse tipologie di impianti eolici. I più grandi sfruttano il movimento di pale con diametri di decine di metri e potenze da 200 KW a qualche Megawatt.

 

Gli impianti mini eolici sono agganciati a pale di qualche metro di diametro, l’altezza del palo è inferiore ai 30 metri e raggiungono una potenza fino a 20 kW. La normativa in vigore permette di considerare tali anche impianti con potenze fino a 200 kW.

 

Sono impianti cosiddetti micro-eolici tutti i sistemi in grado di trasformare l’energia cinetica generata dal vento in energia elettrica o meccanica. Hanno una potenza massima di 5 kW, usati soprattutto per utenze domestiche.

 

Un insieme di aerogeneratori collegati costituiscono le cosiddette wind-farm (fattorie del vento) dove di norma i generatoti eolici vengono posti a una distanza di almeno cinque-dieci volte il diametro delle pale. Le wind-farm costruite in mare sono degli impianti off-shore.

 

Installazione impianti eolici domestici	Prezzi medi
Impianto eolico orizzontale  da 1-3 kW	da 1.000 a 10.500 euro
Impianto eolico verticale da 1-3 kW	da 2.000 a 13.500
Kit generatori micro eolici da pochi watt	da 50 a 400 euro

Impianto mini-eolico nel giardino di casa

La scelta domestica di produrre da sé l’energia elettrica sfruttando il vento si sposa con l’affermarsi del cosiddetto “mini-eolico”. Con questa espressione si indica un sistema eolico di piccola taglia, che può essere installato in ambienti ristretti, anche all’interno del giardino di casa. I costi da sostenere per installare un impianto mini-eolico realizzato da una ditta certificata variano tra i 2.000 e i 5.000 euro, per produrre energia tra 1 e 5 kW.