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Titolo: La ragione tecnica per cui il microeolico di norma sa di truffa

Forse qualcuno si ricordera' che in varie occasioni si e' raccontato che le
centrali termoelettriche hanno delle taglie ottimali, al di sotto delle quale
si perde in convenienza economica.
 
Questo vale anche per altre fonti di energia. Anche per il fotovoltaico. Solo
che nel caso del fotovoltaico il "limite" ottimale sono i 200W della taglia
piu' diffuso sul mercato. Quindi in realta' il fotovoltaico, per gli usi
ordinari in ambito domestico, si puo' utilizzare senza porsi particolari
problemi sulla "taglia" ottimale (tutto quello che supera i 200W ha un
rapporto costi/beneficio dello stesso ordine di grandezza dei grossi
impianti aziendali: ordine di grandezza significa da 10 a 90 ... sono
tutti numeri con lo stesso ordine di grandezza).
 
Nel caso dell'eolico invece la taglia ottimale e' ben piu' alta dei 200W di
un modulo fotovoltaico. Infatti l'eolico ha due problemi:
 
- la taglia utilizzata attualmente oscilla tra i 5000 kW e gli 8000 kW nominali,
con rotori da 130 mt ai 165 mt di diametro, e gli impianti piu' vecchi (tipo
"fattoria" con piu' pale) in ogni caso e' raro che si trovano con meno
di 1000 kW per singola pala
 
C'e' un doppio vantaggio con le pale di maggiore potenza: prima di tutto quello
che il costo non sale proporzionalmente con la potenza, ed il secondo e' che
permette di prendere il vento a quote piu' alte rispetto al terreno, dove
il vento puo' spirare anche con una velocita' doppia che piu' vicino a terra.
 
E questo ci porta al secondo problema: l'incostanza del vento. Infatti, con
l'eolico si aggrava il problema della disponibilita' della fonte. Il sole,
salvo a latitudini molto alte (tipo quelle in cui si ha la notte polare),
bene o male, e' qualcosa che possiamo prendere per scontato in buona parte
del mondo e per buona parte dei giorni ogni anno. Localita' dove per alcune
stagioni o tutti l'anno, c'e' un tale maltempo che il sole appare poco sono
eccezioni che confermano la regola. Quindi il nostro impianto fotovoltaico ci
paghera' il nostro obolo quotidiano per quasi tutto l'anno, piu' o meno, ma
ogni giorno o quasi. Questa "prevedibilita'" quotidiana (salvo qualche
perturbazione occasionale) attenua in parte il problema della indisponibilita'
del fotovoltaico "a volonta'". Con l'eolico non e' cosi', come regola in
Italia. Ed anche altrove. Avrete visto nei film ambientati nelle prateria
americane, quelle pale a vento che girano abbastanza spesso. Come avrete
visto i famosi mulini a vento olandesi. E forse qualche mulino a vento
medievale che serviva ai mugnai per macinare il frumento e fare la farina.
 
Cio' che distingue questi utilizzi e' una intrinseca abbondante capacita' di
accumulo: la girandola eolica della prateria americana serve a pompare acqua
da un pozzo dentro una cisterna (avete presente quel grosso cilindro di legno
di una paio di metri di diametro ed alto altrettanto), messo in cima ad un
telaio e che qualche volta viene nei film fatto spettacolarmente cadere ?
La cisterna serve a dare una autonomia di un paio di settimane, anche di
piu' se i periodi di morta possono durare un mese o piu'. Cosi', se la pala
eolica resta immobile per settimane, non e' un problema, perche' poi magari
per alcuni giorni frulla come impazzita, riempendo nuovamente la cisterna
per il prossimo periodo di aria ferma. Idem per i mulini olandesi, servono
a far funzionare le pompe che tirano su l'acqua dai terreni sotto il livello
del mare. Se le pompe si fermano per una settimane non e' un grosso problema,
perche' ci sono zone piu' basse ove si fa accumulare l'acqua che continua
ad arrivare: appena arriva il vento questi "accumuli" poi vengono
rapidamente svuotati. Ed in quanto al mugnaio, vi siete mai chiesti come mai
spesso nei racconti lo si trova davanti al suo mulino a fumare calmo e
placido ? Semplicemente sta aspettando che arrivi il vento, tanto il grano
non scappa. E notare che le praterie e le coste altantiche sono particolarmente
ventose, eppure, l'eolico senza l'accumulo non sarebbe stato utilizzato.
 
E tanto accumulo: se un fotovoltaico potrebbe soddisfare per un uso
economicamente conveniente, basta una capacita' per mezza giornata, al
massimo un giorno.
Con l'eolico, se si vuole una certa autonomia, occorre un accumulo di
svariati giorni o settimane.
 
Vi potrei fare svariate tabelle che mostrano, per ogni taglia, ed in rapporto
alla ventosita', tenendo conto anche della quota, un prezzo massimo di acquisto,
evidenziando cosi' in modo "tangibile" la cosidetta "economia di scala".
Ma voglio mostrarvi un approccio piu' semplice: il prezzo di una pala da 1000 kW
usato come riferimento per ricavarci il costo ottimale per un 1 kW:
 
€1'000'000 "chiavi in mano" (tutto compreso)
 
Si tratta di un oggetto di 50 metri di diametro, sistemato su una torre di
60-80 metri di altezza (per pigliare quei venti che rendono "sostenibile"
il costo dell'impianto). Il costo attuale (peraltro abbastanza stabile, la
vera variabile da sito a sito sono i costi di edilizia e meccanica) di una
pala eolica del genere si agira sui €800'000 (consideratelo un ordine di
grandezza), che poi in opera, collegato e funzionante arriva alla cifra
tonda precedente.
 
A prima vista, per avere la stessa convenienza, con una pala da 1 kW, 
sembra bastare dividere per 1000. Quindi una pala da 1 kW non dovrebbe
costare piu' di €800. Calma, non e' cosi' semplice: una pala da 1 kW e'
improbabile che riceva una struttura alta 60-80 metri per posizionarla
nella zona ottimale, molto in alto (60 metri sono poco meno di un
edificio di 20 piani, che in Italia sarebbe gia' definito "grattacielo").
Quindi, nella stessa localita', la pala da 1 kW produce meno in proporzione.
Sicome quello che ci ripaga dei costi e' la produzione e non la potenza
nominale, dobbiamo tenerne conto. Ad esempio, se la produzione della pala
da 1 kW (che e' molto piu' vicina ad oggetti a terra, come un tetto: ehh,
si', anche un tetto "frena l'aria") e' la meta' che se fosse posizionata
ad 80 metri, allora dobbiamo dimezzare l'introito stimato e quindi si
dimezza il limite di prezzo massimo per una pala eolica:  €400 / kW(nom.)?
 
Come vedete, e' un prezzo molto piu' basso di quelli che vi propongono.
Ed in genere non sono ladri, e' solo che produrre un oggetto piccolo e'
proporzionalmente, in rapporto alla sua resa, piu' costoso di un oggetto
piu' grosso. Come dire che 1 kW nominale finito e funzionante non vi deve
costare piu' di €500/kW(nominale). Come ordine di grandezza.
Solo dove l'elettricita' costa cara (ad esempio, in una baita di montagna,
ove ha costi elevati di rete, oppure e' fornita da accumulatori, si puo'
ridefinire la somma a valori piu' alti (in proporzione al maggiore costo
dell'elettricita' in quella situazione).
 
Purtroppo e' piu' facile che per un 1 kW operativo vi trovate qualcosa
come €5000, cioe' dieci volte di piu'. Insomma, lo sforamento del
bilancio economico e' garantito, una certezza (spendete molto di piu' di
quello che ricavate). Ed a questi €5000 andrebbe aggiunto un grosso
impianto di accumulo. Andrebbe ... ma dipende da cosa cercate. 
Uno "status symbo" (c'ho la pala eolica ...) ?
 
Dimenticavo: al contrario del fotovoltaico, che almeno, per meta' anno,
quasi ogni giorno, arriva per un'oretta alla massima potenza di targa,
l'eolico da 1 kW nominale, in Italia, quando gira, spesso e' gia'
tanto se vi da 500W ... ovvero. Il che si riflette in una produzione
annua (se l'impianto e serio e non una ciofeca/cinesita'/bidonata)
di meno di 500 kW*h per ogni 1 kW nominale (mentre il fotovoltaico
anche nel Nord Italia vi da' dagli 800 kW*h per 1 kW(picco) all'anno.
 
Insomma, se avete una lavatrice da fare funzionare, vi tocca puntare
ad una pala eolica da 4 kW, altrimenti rischiate che il bucato lo
fatte una volta al mese. Se va bene. A meno che non avete, come premesso,
un grosso accumulo. Infatti se una famiglia italiana media e' data
consumare 2700 kW*h all'anno, ne viene fuori un bisogno "medio" di
7,4 kW*h al giorno, ovvero equivalente ad una potenza costante di 300W.
Se spirasse un vento costante, con una accumulo adeguato (pari a 7-8 kW*h
di capacita'), vi basterebbe una pala da 500W che eroga mediamente
300W. Se c'e' vento costante.
 
Ecco, una situazione in cui l'eolico potrebbe essere interessante, e' una
localita' isolata, con terreno carsico (ovvero dove l'acqua e' una
rarita' (scorre in profondita', in grotte, o nel materiale alluvionale
sciolto), e con una proprieta', un terreno in pendenza, tipo 100 metri
da punto piu' basso e punto piu' alto. Ed ovviamente con venti periodici,
anche se magari durano solo alcuni giorni, ma che capitano almeno una
volta alla settimana oppure con il classico vento quando c'e' il
passaggio tra diurn e notturno. Farei allora due bacini, con una
centralina idroelettrica da 3 kW in basso, a controllo automatico.
Ed una pala eolica da 20 kW. Piu' una pompa, alimentata dalla pala
eolica. Quando tira vento, la pala eolica pompa l'acqua dal bacino
inferiore a quello superiore. Quando serve elettricita' si fa scorrere
l'acqua nella turbina, con una autonomia del bacino per, diciamo,
una settimana o piu'. Pero', come spiegato, la questione costi non e'
favorevole, rispetto, ad esempio, al classico gruppo elettrogeno.
A meno che il portare su il carburante sia una avventura di per se'.
Insomma, anche la comodita' ha un suo valore.
 
Conclusione: finche' non vedo pale eolica da 1 kW a €400, non si fa
niente. Ed ovviamente serve una localita' cosidetta "ventosa".
 

 un modulo fotovoltaico.
 
Forse ho trovato un esempio che potete capire meglio: che pala eolico occorre
installare in Italia per avere una produzione decente, ovvero simile a
quella di un impianto fotovoltaico da 3 kW(p) ?
 
Ecco la risposta:
 
http://www.sustainableplant.com/2011/09/wago-installs-20-kw-wind-turbine-at-wisconsin-plant/
 
 
una pala eolica alta 30 metri con una potenza nominale di 20 kW.
Ma guardate il prezzo: finito chiavi in mano, $80'000.
 
Quindi, prima verificate la ventosita' (nella posizione/alla quota dove pensate
di installare la pala eolica).
E se risulta adeguata, preparatave ad acquistare un 20 kW (che significa che
piu' di frequente usciranno solo 5 kW fino a 10 kW. I 20 kW li avrete solo
quando arriva una volta all'anno la solita tromba d'aria.
 
Volete una verifica reputabile ?
 
Prendete l'installato eolico nazionale:
 
http://download.terna.it/terna/0000/0837/43.PDF
 
 
pagina 3, impianti eolici, totale potenza netta: 9'137 MW
 
(la potenza netta si ha all'uscita del regolatore, se non e' incorporato
nella turbina, e dopo il trasformatore elevatore di tensione, ove c'e')
 
E quanta energia hanno prodotto:
 
http://download.terna.it/terna/0000/0837/42.PDF
 
 
pagina 2, totale 14'706 GW*h netti.
 
Quindi:
 
14'706'000 / 9'137 = 1'609 kW*h/kW(nominale)
 
non male. Ma si tratta quasi tutto di grossi impianti (turbine da 1000 kW in
su'), posizionati in siti ottimali, ad altezze vertiginose (cioe' su torri,
alte come minimo 50 metri, un grattacielo da 16 piani).
 
La formula del gradiente eolico (l'effetto "suolo" che frena il vento) e':
 
V = V10 * (altezza/10)^alfa
 
dove alfa (esponente di Hellmann) varia tra 0,27 sopra l'acqua a 0,60 sopra
zone abitate e V10 e' il vento a 10 metri da terra.
 
Esempio: se a 10 metri il vento fa 3 m/s, si ha a 50 metri, sopra l'abitato:
 
V = 3 * (50/10)^0,6 = 3 * 2,63 = 7,88 m/s
 
e sopra l'acqua (mare o laghi):
 
V = 3 * (50/10)^0,27 = 3 * 1,54 = 4,63 m/s
 
che potete leggere la rovescio, cioe' se una pala eolica "industriale" a 50 mt
di altezza trova vento a 8 m/s su zone abitate oppure 4,6 m/s su specchi
d'acqua, a 10 metri d'altezza vi trovate solo un magro 3 m/s.
Il dato fornito sopra non e' "preciso", ma vi da una idea di quanto si perde
scendendo da 50 metri a 10 metri d'altezza.
 
Ma guardate come cambia la potenza tra  8 m/s e 3 m/s:
 
P(8) = 0,5 * 1,1 * (8^3) * [pi-greco * d * d / 4]
P(3) = 0,5 * 1,1 * (3^3) * [pi-greco * d * d / 4]
 
dove d = diametro del rotore, che supponendo uguale possiamo ignorare la
         seconda parte, ci interessa il rapporto:
 
P(8)/P(3) = (8^3)/(3^3) = 512 / 27 = 19
 
Cioe', a parita' di ventosita' nella zona, passando da 50 metri a 10 metri di
altezza, con un rotore di pari dimensione (ovviamente non piu' di 10 metri di
raggio, altrimenti facciamo una buca nella terra) si genera quasi 20 volte meno
energia, se l'impianto e' in zona urbanizzata, o almeno:
 
P(4,6)/P(3) = (4,6^3)/(3^3) = 97 / 27 = 3,6
 
3,6 volte meno se la pala su trova sopra una specchio d'acqua (che frena meno
l'aria).
 
Percio', se mediamente le pale industriali fossero a 50 metri dal suolo nel
produrre 1609 kW*h/kW, allora quelle domestiche poste a 10 metri (che si
calcolano dal tetto, non dal terreno sottostante) producono circa:
 
1609 / 19 = 85 kW*h/kW
 
ovvero una inezia ... ed in ogni caso non piu' di 450 kW*h/kW se avete la
fortuna di mettere la pala eolica sopra uno specchio d'acqua.
 
Quindi i limiti del microelico sono due:
 
a) la potenza nominale e' molto distante dalla potenza "pratica" (direi
che almeno dovete considerare un fattore due, ad essere buoni, se vi
trovate in una zona che in Italia si definisce con "tanto vento") ovvero
se vi propongono un 1 kW pensate di avere solo 500W
 
b) la difficolta' di fissare la turbina eolica molto oltre i 10 metri di
distanza dal tetto o dal terreno (se lontano dagli edifici)
 
E tutto questo ipotizzando una altezza media di 50 metri verso 10 metri,
ma le pale eoliche industriali arrivano anche ad 80 metri di altezza (al
"perno", per intenderci) e dubito che molti impianti domestici arrivano
a 10 metri di altezza dal tetto o dal terreno.
 
Insomma, tutto va pesantemente contro il microeolico.
 
In realta' il microeolico va considerato alla stregua di:
 
https://it.wikipedia.org/wiki/Energy_harvesting
 
 
dato che, ad esempio, una micropala da 500W equivale nella pratica, tranne
poche ore per pochi giorni all'anno, ad una potenza utile di 50W a dire tanto.
 

 centrali termoelettriche hanno delle taglie ottimali, al di sotto delle quale
 
questo post è un capolavoro, per ora ti ringrazio
poi in questi giorni magari interverrò in merito (alcune domande)
 
ciao, Jasmine

 poche ore per pochi giorni all'anno, ad una potenza utile di 50W a dire tanto.
 
Niente :(
 
ciao, Jasmine

 comodita' ha un suo valore.
 
 
Forza triestini fate l'impianto!
(ma coi vostri soldi)
 
 
-- 
AIOE °¿°  


Tra l'altro, non serve una altura. Possono benissimo fare il bacino
superiore a livello del terreno, ed il bacino inferiore sfruttando
una cavita' naturale, magari 100 metri sotto, oppure dove ci sono
doline, dato che a causa della roccia, nel passare di tanti secoli,
l'acqua che cola giu' dall'inghiottitoia ha creato voragini.