• Articolo , 28 novembre 2008
  • Il segreto di un parco eolico? Una buona campagna di misurazione

  • Dalla fine degli anni novanta lo sviluppo dell’energia eolica in Italia ha ottenuto una crescita straordinaria: da 33 GWh nel 1997 a 4034 GWh nel 2007. Alla base di questo successo c’è sempre una seria campagna di misurazione. Vediamo in cosa consiste.

Lo sviluppo dell’energia eolica italiana dalla fine degli anni novanta ha mostrato una crescita molto forte, come evidenzia chiaramente il confronto tra il valore della produzione lorda di 4.034 GWh registrato a fine 2007, e il valore di 33 GWh registrato a fine 1997 (Statistiche 2007-GSE). Negli ultimi quattro anni, la produzione di energia eolica in Italia ha registrato un aumento annuale del 30%.
In questi anni di successi e rivincite da parte di un’importante fonte, tra quelle rinnovabili, non tutti i progetti infatti sono tuttavia riusciti ad arrivare a compimento. La realizzazione di un parco eolico dipende strettamente dalla fase preliminare di sviluppo, dove lo studio e il rispetto del contesto normativo in cui si colloca il progetto devono essere adeguatamente preceduti da un’analisi sull’effettivo potenziale del sito. Solamente un’attenta valutazione della risorsa eolica e un’accurata indagine del territorio permettono di impostare una serie di scelte sulla taglia e sulla disposizione delle turbine da installare, nonché sugli accorgimenti tecnici da adottare.
La risorsa eolica non è infatti uniformemente presente sul territorio italiano: vi sono zone, tipicamente al sud, che presentano potenzialità nettamente superiori in termini di velocità media del vento. In questi fortunati bacini bisogna poi individuare le aree meglio esposte, libere da vincoli e ostacoli naturali, ove sia possibile l’accesso e la costruzione. L’intensità del vento dipende infatti dalle caratteristiche orografiche del territorio, in particolar modo la rugosità, l’esposizione e l’altitudine. Queste considerazioni possono tuttavia essere fatte solo a livello molto generico, in quanto un’indagine accurata delle caratteristiche del vento sul sito preso in esame deve necessariamente basarsi su di una corretta campagna di misurazione.
Strumenti che misurino in maniera continua e per un congruo numero di anni velocità e direzione del vento devono essere quindi installati in punti rappresentativi del sito, coprendo adeguatamente l’area dove andranno installate le turbine eoliche. Questa fase di misurazioni viene chiamata “campagna anemometrica”, dal nome dello strumento principe usato per misurare la velocità del vento, ossia l’anemometro.
Anemometri a coppe, la cui velocità di rotazione è proporzionale alla velocità del vento, vengono solitamente installati a varie quote, con intervalli di 10 m o 20 m, su di una torre, che può essere a traliccio o tubolare. Analogamente, banderuole ad almeno due differenti quote vengono installate per ottenere la direzione del vento. La ridondanza nelle misure è richiesta sia per sopperire ad eventuali guasti di uno strumento, sia per studiare accuratamente il profilo di velocità del vento con la quota. In questo senso, l’altezza della torre diventa un parametro molto importante, in quanto è bene che il livello più alto di misurazione sia rappresentativo dell’altezza delle turbine che verranno installate. In generale oggi la maggior parte delle torri installate è alta 60 m, considerando un’altezza mozzo della turbina in media di 80 m.
Velocità e direzione del vento non sono tuttavia le uniche informazioni che è possibile ottenere dalla campagna anemometrica; questa è infatti un’importante occasione anche per indagare altri parametri critici da cui dipendono delle corrette ed efficienti scelte costruttive. Vi sono infatti delle zone dell’Italia meridionale che non trovandosi ad altitudine elevate possono soffrire di aumenti consistenti della temperatura durante la stagione estiva. L’alta temperatura può diventare un fattore limitante per il funzionamento della turbina: per evitare surriscaldamenti, ogni modello di turbina ha dunque un valore limite di temperatura superato il quale la macchina smette di funzionare. Questo meccanismo, importantissimo per la sicurezza ed il corretto esercizio, rappresenta tuttavia una perdita di produzione. In tal senso, uno studio del regime di temperatura sul sito permette di stimare a priori tale perdita. Questo è possibile installando sulla torre, solitamente ad un’altezza di 5 m dal suolo, un sensore di temperatura. Analogamente, un altro fattore limitante per il funzionamento della turbina è la formazione di ghiaccio, per cui l’installazione in parallelo di anemometri riscaldati posti alla stessa quota degli anemometri standard, permette di indagarne l’incidenza. Nel caso invece di siti su crinali con scarpate molto ripide, si pensi a pendenze superiori ai 17 gradi, è bene installare degli anemometri sonici che misurino non solo la componente orizzontale del flusso, ma anche quella verticale.
Durante la campagna anemometrica si rendono necessari sia un accurato monitoraggio degli strumenti, al fine di mettere in luce quanto prima casi di rotture o atti vandalici, sia tempestivi interventi di manutenzione per ripristinarne il corretto funzionamento. La durata stessa della campagna è un parametro molto importante, in quanto le misure devono poter rappresentare il regime di vento nel lungo termine. Per far questo a volte vengono utilizzate delle stazioni meteorologiche di riferimento attive nell’area, ad una distanza che permetta una buona correlazione tra i dati della stazione e i dati delle torri al sito.
Una volta ricostruito il lungo termine del regime di vento, è possibile usare dei modelli di previsione che consentano di stimare la producibilità del sito, sulla base non solo delle caratteristiche del vento, ma anche dell’orografia del territorio, della densità dell’aria, del modello di turbina scelto e della disposizione delle macchine sul sito. Associata a tale studio può essere presente anche una valutazione delle incertezze, al fine di attribuire diversi livelli di confidenza sia alla stima della velocità al sito, sia alla stima della producibilità. La valutazione delle incertezze è tuttavia possibile solo se la campagna anemometrica è stata condotta correttamente, effettuando le misurazioni in maniera consistente, con strumentazione adeguata e in punti rappresentativi del sito, permettendo uno studio efficace del profilo di velocità del vento e tale da poter ricostruire il lungo termine.
Molto spesso, affinché un progetto possa essere finanziato e dunque portato a realizzazione, viene posto come requisito basilare un valore minimo di producibilità con il più alto livello di confidenza possibile, solitamente del 90%. Questa stima è possibile solo nel caso di un’attenta ad accurata valutazione delle incertezze, come esposto in precedenza. L’aspetto finanziario non è tuttavia il solo a dipendere così fortemente dalla fase preliminare di sviluppo, in quanto anche dal punto di vista autorizzativo sempre più frequentemente viene richiesto di dimostrare che lo studio del sito sia in corso da almeno un anno.
La fase finale di realizzazione di un parco eolico è quindi strettamente legata ad un’analisi completa del sito, e dunque impostare fin dall’inizio una corretta ed accurata campagna anemometrica può diventare il segreto chiave per il successo del progetto.