L’Energia del vento.

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Dispositivi di sicurezza

Esistono diversi dispositivi che salvaguardano la sicurezza delle turbine eoliche dal pericolo costituito da venti eccessivamente forti; principalmente, essi prevedono l’uso di due tipi di freni, il freno aerodinamico e il freno meccanico. Il primo tipo, ossia il freno aerodinamico, è costituito da un sistema comandato mediante un circuito idraulico che, nel caso di velocità del vento eccessive, causa la rotazione di 90 gradi sul proprio asse delle estremità dell’elica in modo tale da ridurne in modo decisivo la portanza; una volta scomparso il pericolo, le estremità dell’elica vengono automaticamente riportate nella posizione normale. Il secondo tipo, ossia il freno meccanico, consta di un freno a disco montato sull’albero veloce del moltiplicatore di giri, che viene utilizzato soprattutto come freno di stazionamento in caso di manutenzione, in ogni caso costituisce una sicurezza aggiuntiva. L’eccessiva velocità di rotazione della turbina oppure altri fenomeni potrebbero causare l’insorgere di vibrazioni in tutta la struttura perciò, per evitare che vibrazioni eccessive danneggino il sistema, viene utilizzato uno speciale interruttore costituito da una sfera metallica appoggiata su un anello e collegata all’interruttore mediante una catenella: se le vibrazioni superano un determinato valore, la sfera cade dal suo sostegno “aprendo” il circuito elettrico di sicurezza che causa l’arresto della turbina.

Dispositivi ausiliari

Il lettore più attento potrebbe essersi chiesto cosa accadrebbe nel caso in cui il vento dovesse variare la propria direzione; ciò potrebbe benissimo accadere e nessuna previsione statistica effettuata in base alla “rosa dei venti” potrebbe garantire l’orientamento ottimale delle eliche. Per questo motivo quindi la “navicella” che alloggia la turbina e sopporta l’albero dell’elica ha la possibilità di ruotare su un asse perpendicolare al suolo: la rotazione (“imbardata”) viene comandata da gruppi motoriduttori, generalmente due, posti in corrispondenza della sommità del pilone e viene gestita dal calcolatore centrale in base ai segnali provenienti dall’anemometro e dalla “manichetta a vento” posti sulla sommità della navicella. Questi ultimi hanno infatti lo scopo di rilevare direzione e intensità del vento e di inviare il dati al computer che provvede ad effettuare le regolazioni necessarie; in caso di anomalia oppure di guasto il computer provvede inoltre ad inviare un messaggio di avviso mediante modem e linea telefonica alla centrale operativa. Nel caso in cui le utenze si trovino lontano rispetto alla turbina eolica, oltre agli elementi sopra descritti occorre anche un trasformatore elettrico trifase che porti la tensione dai valori di un tipico generatore, ossia ad esempio U = 400 –690 Volt ed f=50 Hz, ai valori di alta tensione degli elettrodotti (ad esempio U = 10.000 – 30.000 V) che hanno il compito di trasportare l’energia prodotta verso i punti di utilizzo; spesso i trasformatori vengono alloggiati nella torre stessa oppure in apposite cabine poste nelle immediate vicinanze.

Nuovi orizzonti

Occorre ricordare che l’energia eolica è rinnovabile e costituisce una valida alternativa ad altre fonti energetiche come dimostra anche la crescente diffusione di questo tipo di impianti a livello mondiale. La tecnologia dell’eolico si basa, come si è visto, su un sistema meccanico che trasforma l’energia cinetica del vento in energia meccanica del generatore e successivamente in energia elettrica; questo tipo di installazioni necessita di manutenzione e presenta un certo livello di costo, sebbene il prezzo del kWh eolico prodotto sia competitivo rispetto alle altre fonti energetiche e tenda a diminuire: orientativamente il costo varia da circa 0,03 a 0,08 Euro / kWh a seconda del tipo di impianto considerato e del suo sito di installazione; esistono infatti aerogeneratori di potenza molto diversa, da pochi kW fino a svariati MW (anche se la potenza installata di un impianto medio varia tra 300 – 600 kW) e la diversa costruzione del sistema elettromeccanico, la tipologia dell’elica e le caratteristiche di frequenza ed intensità annuali dei venti hanno influenza sul costo dell’energia eolica prodotta. L’impiego delle energie “rinnovabili” apre nuovi orizzonti sul futuro dello sviluppo offrendo nel contempo la possibilità di salvaguardare l’ambiente; la tecnologia degli azionamenti e delle trasmissioni elettromeccaniche, grazie anche ai progressi fatti negli ultimi anni dall’elettronica di potenza e ai nuovi materiali, può efficacemente contribuire alla soluzione di problematiche che, come si è visto, vanno oltre l’automazione industriale in senso stretto. La tecnologia eolica grazie alla moderna mecatronica degli azionamenti è più che mai attuale e offre sempre nuove possibilità ai progettisti e, di riflesso, al grande pubblico.

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