Che cos’è l’energia eolica?

L’energia eolica descrive il processo con cui il vento viene utilizzato per generare potenza meccanica o elettricità. Le turbine eoliche convertono l’energia cinetica del vento in potenza meccanica. Questa potenza meccanica può essere usata per compiti specifici (come macinare il grano o pompare l’acqua), o può essere convertita in elettricità da un generatore.

Puoi imparare come le turbine eoliche producono elettricità e vedere un’illustrazione dei componenti all’interno di una turbina eolica, o vedere un’animazione sull’energia eolica che mostra come l’aria in movimento fa ruotare le pale di una turbina eolica e come i componenti interni lavorano per produrre elettricità.

Dimensioni e applicazioni delle turbine eoliche

Le turbine eoliche possono fornire energia per uso interno e per l’esportazione per la vendita. I bisogni energetici determineranno la dimensione della turbina.

L’economia delle turbine eoliche è massimizzata quando la dimensione del progetto è progettata per corrispondere ai bisogni energetici del carico, mentre si monetizza anche l’economia di scala e l’esperienza delle attrezzature. L’uso residenziale di energia in loco richiede una piccola turbina (in genere meno di 10 kilowatt (kW)) che possa generare la quantità di energia che la casa richiede per il funzionamento quotidiano. Le macchine di medie dimensioni possono produrre abbastanza energia per soddisfare i carichi commerciali in loco più grandi. Le macchine utility-scale che massimizzano la generazione per l’ingombro e il costo dell’infrastruttura del sito sono più adatte per i progetti utility-scale.

A prescindere dalle dimensioni del progetto, i progetti collegati alla rete elettrica richiederanno l’approvazione delle utility e possono richiedere studi sull’impatto della rete prima che la costruzione possa iniziare.

Uso di energia in loco su scala residenziale (<10 kW)

Le piccole turbine residenziali producono circa la quantità di energia necessaria per una casa. Poiché queste turbine sono generalmente installate su torri più corte, è necessario ottenere una valutazione del sito al fine di determinare dove collocare il progetto per garantire che funzioni come progettato. Queste turbine eoliche sono acquistate in contanti, quindi mentre il ritorno sull’investimento può essere importante da considerare, non è sempre il fattore decisivo per decidere se un progetto va avanti. Molti stati forniscono incentivi per questa classe di macchine. Le turbine eoliche su scala residenziale in genere non garantiscono una valutazione dettagliata delle risorse in loco.

Piccola scala commerciale per l’uso dell’energia in loco (10-50 kW)

Questa classe di turbine eoliche produce più energia di quella consumata da una casa media, ma può essere adatta a piccole imprese, aziende agricole, ranch, strutture come scuole, edifici per uffici o parte di un campus, o un carico pubblico come un ospedale. Questa classe di turbine incorpora tipicamente un livello più alto di sofisticazione della macchina, con conseguente maggiore efficienza e produzione di energia, ma richiede anche una maggiore manutenzione. Queste turbine, tuttavia, richiedono tipicamente meno manutenzione delle macchine più grandi. Questa classe di macchine può costare quanto una casa ed è la dimensione del progetto più piccola che potrebbe essere finanziata, il che richiederebbe una revisione del prestatore. I progetti di queste dimensioni possono anche innescare la necessità di una valutazione delle risorse in loco, ma spesso i progetti possono andare avanti utilizzando le misurazioni nelle vicinanze e l’esperienza nella localizzazione e nella modellazione del progetto.

Uso commerciale di energia in loco (50-250 kW)

Questa classe di turbine eoliche produce quantità commerciali di energia e può essere ben abbinata a campus, strutture più grandi, comunità e grandi carichi pubblici comunali. Questa classe di turbine eoliche condivide molti attributi tecnici e operativi delle macchine utility-scale ed è spesso installata su torri che richiedono permessi speciali e coordinamento con altre organizzazioni o agenzie di regolamentazione. Queste turbine spesso rappresentano un notevole investimento di capitale e quindi richiedono approvazioni aziendali o istituzionali. Non è insolito per i gestori di impianti collaborare con attori finanziari durante lo sviluppo di progetti di queste dimensioni. Questi progetti richiedono un’esperienza e una modellazione dettagliata del progetto utilizzando i dati delle risorse eoliche in loco o nelle vicinanze.

Grande uso commerciale o industriale dell’energia (500 kW-1,5 MW)

Questa classe di turbine eoliche è all’estremità superiore delle macchine di medie dimensioni ed è adatta alle comunità e ai carichi industriali in loco molto grandi e può anche costituire la base di piccoli parchi eolici in alcune situazioni. Questa classe di macchine è tipicamente indistinguibile dalle turbine utility-scale su una base tecnologica. Le torri spesso superano i 200 piedi, e devono essere dotate di illuminazione di ostacolo. Progetti di queste dimensioni garantiscono il coinvolgimento della comunità e l’approvazione a tutti i livelli. Questa classe, tranne che in situazioni molto insolite, è tipicamente finanziata attraverso finanziatori commerciali con i loro requisiti di due-diligence e quindi richiedono studi di fattibilità e campagne di valutazione delle risorse in loco.

Utility-Scala Energy Use (1,5-7,5 MW)

Le turbine eoliche su scala industriale, anche se occasionalmente installate al punto di utilizzo, sono generalmente installate in grandi gruppi per produrre energia per la vendita. Si tratta di turbine eoliche altamente efficienti e all’avanguardia che operano con tassi di disponibilità eccezionalmente alti e generano elettricità a costi competitivi su scala di centrale. Queste grandi turbine hanno rotori che misurano più di 250 piedi di diametro e sono installate su alte torri che richiedono la notifica di ostruzione dell’aviazione e l’illuminazione. A causa delle loro dimensioni e della scala delle installazioni, le turbine eoliche utility-scale richiedono un coordinamento ambientale, di servizio e pubblico ai massimi livelli. I parchi eolici su scala industriale richiedono valutazioni esigenti delle risorse, la due diligence legale e finanziaria, l’integrazione dei servizi e il finanziamento tipico delle installazioni con investimenti di capitale molto grandi, come gli aeroporti.