I generatori eolici o aerogeneratori convertono direttamente l'energia cinetica del vento in energia meccanica, che può essere quindi utilizzata per il pompaggio, per usi industriali e soprattutto per la generazione di energia elettrica

La tipica configurazione di un aerogeneratore ad asse orizzontale è  costituita da un traliccio di sostegno che porta alla sua sommità la gondola o navicella; nella gondola sono contenuti l’albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l’albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari.

All’estremità dell’albero lento e all’esterno della gondola è fissato il rotore, costituito da un mozzo, sul quale sono montate le pale (1, 2 o 3 con un diametro da 10 a 40 m per macchine di media taglia). Il rotore può essere posto sia sopravvento che sottovento rispetto al sostegno.

La gondola è in grado di ruotare rispetto al sostegno allo scopo di mantenere l’asse della macchina sempre parallelo alla direzione del vento ed è per questo che l’aerogeneratore viene definito “orizzontale”. Opportuni cavi convogliano al suolo l’energia elettrica prodotta e trasmettono i segnali necessari per il funzionamento.

La forma delle pale è disegnata in modo che il flusso dell’aria che le investe azioni il rotore. Dal rotore, l’energia cinetica del vento viene trasmessa a un generatore di corrente collegato ai sistemi di controllo e trasformazione tali da regolare la produzione di elettricità e l’eventuale allacciamento in rete.

L’aerogeneratore opera a seconda della forza del vento; al di sotto di una certa velocità la macchina è incapace di partire; perché ci sia l’avviamento è necessario che la velocità raggiunga una soglia minima di inserimento, diversa da macchina a macchina (circa 4-5 m/s).

Durante il funzionamento la velocità del vento “nominale” è la minima velocità del vento che permette alla macchina di fornire la potenza di progetto (10-12 m/s per qualche centinaia di kW per macchine di media taglia). Ad elevate velocità (20-25 m/s) l’aerogeneratore viene posto fuori servizio per motivi di sicurezza.

L’investimento per la realizzazione chiavi in mano di una centrale eolica è, in media, dell’ordine di 2 milioni di lire per kW di potenza installata..

 In particolare, è da prevedere una riduzione del costo della potenza installata al crescere della taglia unitaria delle macchine.Infatti, in Germania si è passati dai 2,4 MLit per macchine intorno ai 150 kW, a 1,8 MLit per macchine da circa 300 kW, fino a 1,7 MLit per macchine di 600 kW.

Il costo annuo di esercizio e manutenzione è, in genere, pari al 3% dell’investimento, e la cosiddetta “disponibilità” delle macchine (rapporto tra il numero di ore durante il quale l’aerogeneratore è “disponibile” per la produzione di energia e il numero di ore dell’anno) è vicina al 98%.

Anche per il costo dell’energia, si è potuto constatare l’effetto della taglia dell’aerogeneratore. In Danimarca, ad esempio, è stato valutato un decremento quasi lineare del costo dell’energia: si è passati da lire 183 lire/kWh per macchine da 100 kW a 70 lire/kWh per macchine da 600 kW, a parità di altre condizioni.

L’Unione Europea, in effetti, ha fissato come obiettivo da raggiungere attraverso i propri programmi, un costo dell’energia da fonte eolica di circa 77 lire/kWh; un costo, che, come si è visto, è già ottenibile con le migliori macchine in siti con una buona ventosità.

Un altro elemento da tenere in considerazione per valutare il costo unitario dell’energia eolica sono le condizioni di accesso al capitale: negli ultimi 10 anni il tasso di interesse praticato sui progetti ha subito un progressivo calo in tutti i paesi europei.

Queste cifre indicano chiaramente che l’eolico ha raggiunto un buon livello di maturità tecnologica e costi di produzione dell’energia elettrica sufficientemente bassi da consentirne, in presenza di tariffe che ne riconoscano il basso impatto ambientale, la diffusione nel mercato energetico.

ESEMPIO: I consumi domestici elettrici di una famiglia (illuminazione, elettrodomestici, TV, escluso lo scaldabagno) , sono pari a circa 10 kWh/giorno. Ipotizzando una media di 2 ore/giorno di buona ventosità, è necessario installare una potenza di 5 kW  ed un sistema di accumulo adeguato.

Il costo corrispondente dell’ impianto è valutabile in 10 Milioni di lire.

Una delle maggiori perplessità sulla installazione di centrali eoliche, da parte dei decisori politici e delle popolazioni locali, dipende dalle preoccupazione sul loro impatto ambientale. E’ quindi opportuno sottolineare le caratteristiche di questa fonte il cui impatto ambientale è limitato, specialmente attraverso una buona progettazione: l’energia eolica è una fonte rinnovabile, in quanto non richiede alcun tipo di combustibile, ma utilizza l’energia cinetica del vento (conversione dell’energia cinetica del vento, dapprima in energia meccanica e poi in energia elettrica); è pulita, perchè non provoca emissioni dannose per l’uomo e per l’ambiente. Gli aerogeneratori non hanno alcun tipo di impatto radioattivo o chimico, visto che i componenti usati per la loro costruzione sono materie plastiche e metalliche.

Gli aspetti ambientali che vengono presi inconsiderazione sono invece correlati a possibili effetti indesiderati, che hanno luogo su scala locale; essi sono:

• occupazione del territorio
• impatto visivo
• rumore
• effetti elettromagnetici
• interferenze elettromagnetiche
• effetti su flora e fauna

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La costruzione degli impianti deve comunque avvenire valutando attentamente l’impatto ambientale in tutte le fasi del progetto. A tale proposito esistono norme del 1995 del Ministero dell’Ambiente che recepiscono la direttiva europea 85/337/CEE, concernente la valutazione d’impatto ambientale di determinati progetti pubblici e privati. (oggi la 97/11/CE del Consiglio dell’U.E. modifica la citata direttiva).