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Titolo: Eolico domestico al Solarexpo 2009

Ed insistono a mostrare grafici distorti di potenza.
Uno arriva ad indicare fino a 65 mph (105 kmh)
Un'altro fino a 20 m/s (72 kmh).
Il trucco di usare valori di fine scala cosi' alti e' di distrarre
l'acquirente dall'osservare il fatto che il punto interessante (in
Italia intorno ai 6 m/s) e' correlato ad una potenza molto bassa.
Anche recenti interventi in questo NG provano che una tale tattica
funziona. La gente e' convinta che acquistando un generatore eolico
venduto come da 1 kW nominali produca energia come da 1 kW di potenza.
Allora, proviamo a fornire una cartina di tornasole per chi volesse
capire quanto una offerta e' plausibile.
Per cominciare, un utilizzatore domestico si deve scordare venti
superiori ai 6 m/s (22 kmh). Primo perche' sul territorio italiano non
ci sono molte zone ove c'e' una disponibilita' giornaliera di venti del
genere (la disponibilita' giornaliera, almeno di un'ora, e' essenziale
per il recupero economico dell'investimento). Secondo, perche' in ogni
caso la gente normalmente non ci vorrebbe abitare in luogo del genere
quindi e' improbabile (ma non impossibile) che una abitazione si trovi
in una tale postazione.
Prendiamo ora questo fattore medio di 6 m/s. Ebbene l'energia prodotta
dalla pala eolica NON puo' essere maggiore dell'energia cinetica
contenuta nel vento. La densita' dell'aria a livello del mare e' intorno
ai 1,2 kg/mc (ma a 1000 metri scende gia' a 1,1 kg/mc, a 2000 metri ad 1
kg/mc ed a 3000 metri a 0,9 kg/mc).
L'energia cinetica e' pari a E = 1/2 * m * v * v
E = energia in Joules
m = massa dell'aria in kg
v = velocita' dell'aria in m/s
che nel nostro caso (6 m/s) diventa: E = 1/2 * m * 6 * 6 = m * 18
La massa dell'aria interessata si calcola misurando il volume di aria
che passa per una area nel tempo di un secondo. Supponiamo che questa
area sia un cerchio (l'area coperta dalle pale rotanti).
A 6 m/s, significa un cilindro alto 6 metri per l'area del cerchio.
Esempio: se le pale hanno 2 metri di diametro, l'area interessate e' di
3,14 m2 (diametro diviso 2, poi al quadrato, poi per Pi-greco).
Percio' il volume di aria interessato e' di 6 * 3,14 = 18.85 mc che
moltiplicato per la densita' dell'aria ci da' 22,62 kg
Percio' E = 22,62 * 18 = 407 Joules
La potenza corrispondente e' di 407 Watt (Joules/al secondo).
Naturalmente questa energia non e' tutta convertibile in energia
elettrica, i fattori di cattura reali sono bassi e dipendono dalla
efficienza progettuale, dalla variabilita' del vento (se continua a
cambiare direzione, non e' di alcun aiuto), etc.
Usando 6 m/s come riferimento, ecco il contenuto energetico teorico del
vento per varie dimensioni di pale e sul livello del mare:
Diametro   Area    Massa     Potenza
 metri       m2       kg      Watt
  0.6	   0.28      2.04       37
  0.8      0.50      3.62       65
  1.0      0.79      5.65      102
  1.2      1.13      8.14      147
  1.5      1.77     12.72      229
  1.8      2.54     18.32      330
  2.2      3.80     27.37      493
  2.6      5.31     38.23      688
  3.0      7.07     50.89      916
Come potete vedere, una potenza teorica da 1 kW e' possibile solo con
piu' di 3 metri di diametro.
Se poi consideriamo 4,5 m/s, abbiamo:
Diametro Potenza
 metri    Watt
  0.6	   21
  0.8	   37
  1.0	   57
  1.2	   82
  1.5	  129
  1.8	  186
  2.2	  277
  2.6	  387
  3.0	  516
Notate come una riduzione del 25% della velocita' media del vento vada a
dimezzare la potenza teorica del vento.
Torniamo a 6 m/s e consideriamo una quota di 2000 metri d'altezza
Diametro  Potenza
 metri     Watt
 0.6        31
 0.8        54
 1.0        85
 1.2       122
 1.5       191
 1.8       275
 2.2       411
 2.6       573
 3.0       763
Quindi potete vedere che salendo in montagna abbiamo una ulteriore
perdita di potenza.
La situazione migliora invece se l'aria e' molto umida (aumenta la sua
massa). Per questo gli impianti migliori sono quelli off-shore.
Ripeto: fatte attenzione che la potenza reale e' molto piu' bassa dei
valori indicati in queste tabelle, e dipende dalla bonta' del progetto e
dal tipo di forma del generatore. In ogni caso, le pale proposte al
SolarExpo, con 2 metri non possono darvi neanche vicino ai 400W di
potenza, e quelle da 1 metri non possono avvicinarsi ai 100W.
Se provate a suddividere per il prezzo proposto ...
Poi sognate quanto volete ...
Nonostante tutto questo, l'eolico resta interessante in localita' di
difficile alimentazione elettrica, e posizionati su creste geografiche,
come i rifugi montani, ove si gode anche di una ventosita' maggiore
(anche se con la penale di una minore densita' dell'aria.
Roberto Deboni

cambiare direzione, non e' di alcun aiuto), etc.
Ricordo vagamente che c'e' un limite assoluto a quanta energia uno si
puo' procurare dal vento, mi sembra intorno al 30%? e dovuto al fatto
che se si estraesse TUTTA l'energia cinetica dell'aria, questa com'e'
logico si... fermerebbe - la pala non girerebbe piu', formando quindi
un ostacolo immobile e il vento le girerebbe intorno. Piu' energia si
estrae dal vento, piu' resistenza si fa al vento e piu' il vento gira
intorno alla pala anziche' passarci attraverso. Esiste un punto oltre
il quale l'energia in piu' che si estrae, e' compensata dal fatto che
si "fa scappare" troppa energia alla pala (e anziche' estrarre il 60%
del 90% del vento, estraggo il 90% del 60% -- e non mi cambia nulla).
Questo se ricordo bene dai tempi di Fisica Tecnica, eh. Pero' a senso
mi suona ragionevole.
Leonardo
-- 
Linten addie toorin addie,
Linten addie toorin ee,
Linten lowrin lowrin lowrin,
The barnyards of Delgaty

 mi suona ragionevole.
http://www.windpower.org/en/tour/wres/index.htm
Qui la tecnologia dell'eolico � trattata in modo abbastanza esaustivo.
Bye
GIgi

 mi suona ragionevole.
Piu' che ragionevole, direi che il limite TEORICO e' un 50% di
estrazione di energia. Di piu' non si puo', perche' si rallentare troppo
l'aria, con effetti negativi sul continuo afflusso di aria.
Roberto Deboni

Qui la tecnologia dell'eolico � trattata in modo abbastanza esaustivo.
Grazie! E a buon rendere :-)



strano perchè che io sappia la puglia è una delle regioni più
densamente abitate in italia, e la massima densità di popolazione in
europa credo si raggiunga nei paesi bassi che sono in fascia rossa. E
li (puglia e neth) a vedere la cartina si parla di 8 e oltre.
g.

tutta una loro impressione.
E difatti con la bora ci si pu� fare poco per produrre kWh troppo vento, 
troppo violento in un intervallo di tempo troppo ristretto
Peraltro, potrei ricordare male ma una media di 6 m/s corrispondono a 2000 
ore di funzionamento a piena potenza equivalente all'anno che � gi� il 
limite minimo di fattibilit� pratica dell' eolico (dico questo non perch� 
sia contrario all' eolico, ma semplicemente per chiarezza, anzi fosse per me 
lo decuplicherei) 

 troppo violento in un intervallo di tempo troppo ristretto
io non intendevo dire che la bora si possa usare, ma che evidentemente
in quelle mappe del vento non veniva rilevata. poichè per tutto
l'inverno soffia almeno un giorno ogni 4 direi che sicuramente ha una
rilevanza media superiore a quei 4,5 m/s indicati.
g.

 li (puglia e neth) a vedere la cartina si parla di 8 e oltre.
Primo) sulla cartina la Puglia e' in parte gialla, il resto e' verde.
Il giallo indica al massimo 8,5 m/s (quindi il suo oltre e' una scelta
strumentale delle parole) sulle creste e le colline e massimo 7,0 m/s
sul mare aperto.
Se ha informazioni diverse (vede colori diversi ...) citi le differenza
e che cosa crede di vedere (posso anche essere io a sbagliarmi).
Secondo) da cosa deduce che le abitazioni delle popolazioni pugliesi
sono dislocate nelle zone ventose ? E percio' sottoposte costantemente a
venti superiori ai 6 m/s ? Ho invece il sospetto che se c'e' una cresta
collinare particolarmente ventosa, le abitazioni vengono costruite in
posizioni protetta ... e non credo che il fatto raffrescamento porti in
ogni caso a costruire in posizioni superiori agli 8 m/s (il che
significa polvere sollevata e fogli di carta svolazzanti ovunque).
Roberto Deboni

 in quelle mappe del vento non veniva rilevata.
Esatto, non sono rilevate, perche' le mappa ... mappono solo il vento utile.
Tra l'altro nella mappa scrivono chiaramente che i valori indicati sono
misurati a 50 metri dal livello del terreno.
Quindi ottimo per un eolico professionale (misura l'altezza di un
generatore da 300 MW ...), ma irraggiungibili per l'uso domestico che
non sia in cima ad un grattacielo (12 piani ...).
Roberto Deboni

 lo decuplicherei) 
Se uno ha la scelta simile a quella di un'azienda produttrice di
elettricita', ovvero un terreno ideale su cui posizionare un traliccio
sufficientemente alto per pigliare il vento meno incostante, allora puo'
farci un pensierino, ma generalmente l'utilizzatore domestico pensa al
balcone di casa sua o al massimo il tetto.
Ed e' questo che i venditori delle pale da 1-2 metri si dimenticano di dire.
Roberto Deboni


mi sa che sta guardando una cartina diversa, visto che il giallo
indica 8,5-10 e comunque ad esser pignoli è il suo "meno di 3,5 m/s"
che era una scelta altamente strumentale delle parole, come ampiamente
dimostrato (diciamo che io non essendo astioso non avrei mai detto
strumentale ma che come spesso le capita sbaglia a leggere o ad
interpretare i dati)
g.

> Esatto, non sono rilevate, perche' le mappa ... mappono solo il vento utile.
ma chi l'ha detto??
e poi la bora tocca una volta all'anno i 150kmh, e 1 ogni 4 anni i
180, poi per la maggio parte dell'anno fa proprio quelle velocità da
lei citate nel primo post (100 kmh): anche quelle non fanno media
nella sua visione della mappa???
g.

 nella sua visione della mappa???
Quei valori non sono utilizzati, perche' le pale eoliche vengono fermate
in quella situazioni. Vengono cioe' considerate alla stregue di ore di
"morta". E' sufficiente leggere le relazioni sull'eolico del gestore
elettrico danese, per capire come funziona la cosa.
Roberto Deboni

 interpretare i dati)
Questa e' la cartina:
http://www.solarenergyalliance.com/jpg/Wind-resourses-europe.jpg
Ed ha ragione, sulle creste e le colline, il valore indicato a 50 metri
d'altezza dal suolo, e' di 8,5-10 m/s (mio errore).
Resta la strumentalita' del suo approccio, perche' per l'uso domestico
vale la prima colonna e la seconda colonna:
"Sheltered terrain" e "Open plain"
ove e' piu' probabile che si trovino le abitazioni. Escludo che sia
normale invece trovare abitazioni:
"At a sea coast" (ma qualche torre di faro e casa isolata sulla spiaggia
isolata si puo' anche trovare)
perche', per fare un'esempio di una casa di Bari, essa finisce nella
colonna "Sheltered terrain" (indovini perche' ...).
Ancora di piu' escludo che le abitazioni si trovino:
"Open Sea" e "Hills and ridges"
ovviamente inteso come in posizione esposta della colline (come logico
visto che si tratta di ventosita').
Se torniamo percio' alle colonne piu' plausibili per i lettori di questo
NG (e visitatori di SolarExpo) andiamo ad un massimo di 6,5 m/s per
"Open plain", ovvero una casa ISOLATA nel tavolato pugliese e lontano da
alberi (incluso i frutteti).
Naturalmente se posiziona il generatore a 50 metri d'altezza (questo
piccolo scoglio pare che lei continui ad ignorarlo ...).
In ogni caso, il consiglio migliore l'ho gia' dato. L'aspirante, spenda
i soldi per un misuratore eolico:
http://www.aprsworld.com/windmonitor2/
a 130 euro (175 dollari oggi) non e' poco, ma rappresenta solo una
frazione del costo di una pala eolica ... URCA ... fuori produzione ...
allora e' meglio questo:
http://www.aprsworld.com/wind2/
che ha il vantaggio di non richiedere un computer acceso. Prezzo 200
euro (265 dollari) solo per l'accumulatore di misure ... hmmm
Va bhe' ... vedete voi.
Forse la cosa migliore e' associarsi e passarsi lo strumento tra i soci.
Roberto Deboni

una fonte di qualità è l'atlante eolico
http://atlanteeolico.cesiricerca.it/viewer.htm
segna la data 2007, ma in realtà dovrebbe essere stato appena
aggiornato
è molto meno pessimistica e molto più accurata (solo italia, zoomabile
e ricercabile per comuni) e per giunta si può scegliere l'altezza sul
livello del suolo tra i 25 e i 100m, oltre a dare anche un'idea della
produttività delle zone.
g.

 produttivit� delle zone.
Un bel lavoro, specialmente se accurato (qualcuno ha fatto verifiche
locali ?)
Roberto Deboni