L’eolico dopo Marrakech, ovvero il futuro del nostro Pianeta

Dopo Marrakech ci saranno tanti impianti mini (e micro) eolici da controllare

Si svolge in questi giorni a Marrakech la XXII conferenza ONU sul clima, la COP22, che dovrà rendere operativi gli accordi della conferenza di Parigi di un anno fa. Gli accordi prevedono una serie di azioni e di impegni dei Paesi firmatari per contenere i danni provocati dai cambiamenti climatici e in particolare per mantenere la crescita della temperatura media globale sul Pianeta entro la fine del secolo a un massimo di +2 °C rispetto ai livelli pre-industriali.

Le energie rinnovabili sono, sul piano tecnologico, tra le principali risorse da mettere in campo per tentare di raggiungere tale obiettivo ed è importante avere presente l’ampio ventaglio delle possibilità che esse rendono disponibili e che si mostrano adeguate per una varietà di situazioni ambientali, geografiche ed economiche. E devono averlo presente non soltanto i protagonisti del mondo dell’energia ma anche tutti gli attori della filiera industriale che gravita sugli impianti di produzione energetica; in primis certamente i produttori e installatori dei sistemi di automazione, per i quali la voce energia sta diventando una tra le più significative.

Prendiamo il caso dell’eolico. Questa soluzione tecnologica facilmente richiama alla nostra immaginazione le grandi wind farm delle praterie americane o a quelle off shore che punteggiano i mari dell’Europa settentrionale, con le loro dimensioni gigantesche e le capacità produttive di diverse centinaia di MegaWatt. Ci sono però tante soluzioni anche meno impegnative e applicabili più diffusamente, basate su generatori spesso indicati come minieolici o addirittura microeolici. I primi identificano generatori con potenza tra i 5 e i 60 kW (qualcuno si spinge anche più in là ma i generatori tra i 60 e i 200 kW sono più propriamente classificabili come medio eolico), con torri di altezza tra 20 e 36 m; il microeolico riguarda impianti di dimensioni inferiori, con potenze ai 5 kW.
È abbastanza evidente che, a parità di prestazioni delle varie componenti tecnologiche, la possibilità che un impianto minieolico produca la massima energia possibile dipende in buona parte dal regime del vento, dalla sua velocità e variabilità. Per questo assumono notevole rilevanza tutti gli studi e le sperimentazioni di progettisti e designer per trovare nuovi modelli di sistemi rotanti: nuovi profili delle pale, sistemi ad asse verticale, configurazioni aerodinamiche speciali… Ma rivestono grande importanza, soprattutto per il minieolico, anche i sistemi automatici di regolazione della rotazione e tutti i sistemi controllati elettronicamente per inseguire la direzione del vento. Sono quelli che vengono denominati yaw control e pitch control.

Il primo (più precisamente controllo dell’imbardata) regola l’angolo di rotazione della navicella sul proprio asse verticale; quindi controlla quell’oscillazione detta imbardata e governa la posizione della navicella dell’aerogeneratore al fine di mantenere la macchina orientata nella direzione del vento. La direzione del vento viene captata dall’anemometro posto sopra la navicella: quando il disallinemaento della turbina rispetto alla direzione del vento supera una soglia definita, il sistema yaw fa ruotare la navicella mediante appositi motoriduttori riallineandola al vento.
Il secondo riguarda l’angolo di pitch, o angolo di calettamento, cioè l’angolo che assume la pala rispetto al piano di rotazione del rotore: variando il pitch è possibile regolare l’angolo di incidenza del vento sulla pala e di conseguenza effettuare una regolazione attiva della macchina, mantenendo costante la potenza sopra la velocità nominale del vento.

Per queste funzionalità, e per altre connesse alla manutenzione e alla sicurezza, il mini e il microeolico richiede, e può valorizzare, la messa in campo di adeguati sistemi di automazione e di supervisione che oggi sono disponibili e personalizzabili anche per impianti di modeste o piccolissime dimensioni. Non è irrealistico immaginare una piccola utenza, con una piccola torre e un aerogeneratore da qualche kW, per la quale su una stessa interfaccia web è possibile impostare e monitorare le caratteristiche di funzionamento ottimali, controllare lo stato delle pale e la sicurezza dell’impianto, creare statistiche di performance dell’impianto, raccogliere le informazioni che vengono da un sistema distribuito di sensori che consente di prevedere problemi e anomalie. Il tutto con una grafica interattiva, semplice, comprensibile e, ovviamente, in grado di essere utilizzata su qualunque dispositivo connesso a Internet, compresi tablet e smartphone.

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Periscopio

il blog di Mario Gargantini

Periscopio è un blog pensato per chi vuole guardare oltre i confini tradizionali della propria disciplina. Nel complesso scenario attuale le interconnessioni assumono un ruolo sempre più importante e spesso risultano decisive nel favorire e promuovere lo sviluppo di singoli settori. Questo blog si propone di segnalare o rilanciare notizie, esempi, situazioni relative a mondi diversi da quello dell’automazione che è interessante esplorare e con i quali i protagonisti dell’automazione possono e dovrebbero utilmente interagire. L’autore punterà l’obiettivo sia sulle fasi a monte che su quelle a valle dei sistemi di controllo alla ricerca sia di idee per soluzioni innovative che di nuovi ambiti applicativi.

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