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Il vento: energia per le idee
Essere manager delle energie rinnovabili: l’energia eolica
Le linee di sviluppo del mercato eolico italiano e mondiale
Luciano PirazziENEA
lunedì 14 febbraio 2011
End 2007: World: 120,791 MW Europe: 64,948 MW
Italy: 3,736
0
7.500
15.000
22.500
30.000
1
US 25.170Germany 23.903Spain 16.754China 12.210India 9.645Italy 3.736France 3.404UK 3.241Denmark 3.180Portugal 2.862
USGermany
SpainChina India
Denmark ItalyFrance UKPortugal
lunedì 14 febbraio 2011
0
1000
2000
3000
4000
19961997199819992000200120022003200420052006200720080
1750
3500
5250
7000
Installed Capacity and Annual Energy ProductionIn
stal
led
Cap
acity
(MW
)
Year
Ann
ual E
nerg
y Pr
oduc
tion
(GW
h)
Annual MWCumulative MW Annual Energy Production
lunedì 14 febbraio 2011
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
3300
3600
3900
4200
4500
199519961997199819992000200120022003200420052006200720080
300
600
900
1200
65 94 159 183 222411
137 145
389 378 363 368
645
84 150243
402585
798
12091346
1491
1880
2258
2575
2943
3588
260
368403
447482
521561
585607
673
761
823
926
1041
Number of units and average capacity (kW)
Num
ber o
f uni
ts
Aver
age
capa
city
(kW
/uni
t)
Numero cumulativo di aerogeneratoriNumero annuale di aerogeneratori Potenza media unitaria (kW)
lunedì 14 febbraio 2011
Ripartizione dei costruttori nel mercato eolico italiano al 31 dicembre 2008
Gamesa 20.10%
Ecotecnia 2,82%
Vestas Italia 49.16%
Enercon 11,27
GE 4.17%
Enercon 12.67%
Repower 5.3%
Ecotecnia 3.23%Nordex 3.54%
End 2008
lunedì 14 febbraio 2011
Produttori energia da fonte eolica(fine 2008)
0
3,75
7,50
11,25
15,00
Market Shares
(% rated pow
er)
Wind Energy Producers
lunedì 14 febbraio 2011
Wind power capacity at the end of 2008 (MW)
467 (100)
795 (211)
209 (53)687 (168)946 (260)
188(86)
168 (12) 9
Wind power added in 2008 (in bracket)
1,010 MW
3.5
28 (14)
9.9 (7.35)
13.7 (4.8)1.5
Total installed3,736 MW
187 (87)
1.35 (1.35)12.5
lunedì 14 febbraio 2011
Livello di penetrazione della fonte eolica nel sistema elettrico nazionale (% di energia elettrica fornita)
0
5,0
10,0
15,0
20,0
Italia Germania Spagna Danimarca
2002200320042005200620072008
lunedì 14 febbraio 2011
Wind generation as % of Italian electric consumptionGarrad Hassan & Partners Ltd.
Production based on TERNA monthly reports Installed
0%
4,00%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Italian Wind Energy Production
% o
f Ele
ctric
Ene
rgy
Con
sum
ptio
n
Month
2001 2002 20032004 2005 20062007 2008 Average
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Capacity Factor of Italian Wind FarmsGarrad Hassan & Partners Ltd.
0%
10%
20%
30%
40%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Italian Wind Energy Production
CF
(%)
Month2001 20022003 20042005 20062007 2008Average
lunedì 14 febbraio 2011
EOLICO e AMBIENTE
•Fonte rinnovabile, inesauribile e gratuita•Non emette sostanze inquinanti di alcun genere•Minore impatto, in confronto delle altre fonti di energia, sulla vita umana•Contenimento dell’uso dei combustibili fossili e delle emissioni ad essi associate•Occupazione del territorio limitata. Mantenimento della preesistente destinazione d’uso•Valorizzazione di aree marginali ed abbandonate•Opposizione di una parte minoritaria di ambientalisti •Ricerca di un inserimento armonico dell’eolico nel paesaggio italiano, in considerazione del pregio ambientale e storico del nostro paese
lunedì 14 febbraio 2011
Impatto ambientale
• Impatto visivo
• Impatto acustico
• Collisioni con l’avifauna
• Interferenza elettromagnetica
• Sostenibilità (sociale, ambientale, economica e culturale)
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Noise emission from different sources
150
130
110
90
70
50
30
10
140
120
100
80
60
40
20
0
Pneumatic drill
Stereo music
Typing pool
Home
Whispering
Jet airplane
Industrial noise
Inside car
Office
Wind turbine
Falling leaves
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EOLICO e AMBIENTE MIPS MIPS
normalizzato all’energia eolicaenergia eolica 0,049 /
carbone 0,97 19,8
e l e t t r i c i t à import.
0,41 8,4
gas naturale 0,2 4,1
petrolio 0,32 6,5
torba 0,7 14,3
idroelettrico 0,11 2,2
nucleare 0,31 6,3
Valori noti e normalizzati all’energia eolica del MIPS delle varie fonti
Il Material Input per Unit of Service o MIPS consente di misurare in unità omogenee normalizzate (massa) la quantità di risorse di ogni genere (aria, acqua, biotico, abiotico), che deve essere prelevata dall’ambiente per la realizzazione di un prodotto o di un servizio.Lo studio condotto relativamente alla realizzazione di una centrale eolica dotata di macchine tipo Vestas V52 (da 850 kW di potenza di targa), considerando ogni fase dalla installazione, gestione e manutenzione durante un ciclo vita stimato di 20 anni fino al successivo smantellamento, ha restituito un valore del MIPS pari a 0,049 kg di materia per ogni kWh prodotto.In sostanza per produrre da una centrale eolica 1 kWh occorre utilizzare, a vario titolo, 0,049 kg di materia prelevata dall’ambiente.
lunedì 14 febbraio 2011
Nuovi costruttori di aerogeneratori di media e grande potenza
•Cina, Stati Uniti e India con lo sviluppo portentoso degli ultimi due anni hanno sviluppato e stanno sviluppando nuovi aerogeneratori
•La Corea del Sud ha in corso di dimostrazione vari modelli di media e grande taglia anche per applicazioni offshore
•La Francia, con la Vergnet, ha sviluppato aerogeneratori da 1 MW, l’Olanda, con la Emergya Wind Technologies aerogeneratori da 900 kW
•La Norvegia con ScanWind Group ha progettato un aerogeneratore da 3,5 MW
•Conversioni industriali verso l’eolico
lunedì 14 febbraio 2011
Industria nazionale
• Attività di sviluppo aerogeneratori di piccola, media e grande taglia
• Realizzazione componenti aerogeneratori
• Attività connesse alla costruzione di centrali eoliche (fornitura sistemi, dispositivi, componenti e servizi)
• Incremento addetti del settore (occupazione diretta e indiretta)
lunedì 14 febbraio 2011
Leitwind
• Leitwind è una società costituita nel 2008 appartenente alla Leitner Technologies. Gli aerogeneratori disponibili sul mercato sono: LTW70 e LTW77 unità da 1.5-1.7 MW con diametro del rotore di 70-77
• Un altro aerogeneratore LTW80 da 1.5 MW entrerà presto in esercizio
• Un prototipo da 3 MW con trasmissione diretta (senza moltiplicatore di giri) con diversi rotori nell’intervallo 90-120m è in corso di sviluppo
• Il generatore elettrico innovativo sarà realizzato e sperimentato in un nuovo stabilimento costruito in Austria
lunedì 14 febbraio 2011
Moncada
• Completamento di uno stabilimento acquisito dalla Montedison nell’area dismessa di Porto Empedocle dove saranno realizzate macchine eoliche di taglie diverse
• Sviluppo di centrali eoliche incluso un progetto offshore, insieme all’Enel Green Power, al largo della costa siciliana
• Inizio attività previste a breve per la costruzione di una centrale eolica da 500 MW in Albania che sarà collegata all’Italia tramite un cavo sottomarino di prossima realizzazione
lunedì 14 febbraio 2011
Strategia costruttori
Aumento notevole di costruttori eolici nel mondo. In particolare in Cina. La competitività si manifesta nel:
• soddisfare una tipologia variegata di clienti• produrre macchine per siti complessi• disporre di prodotti flessibili in funzione delle diverse classi di
vento• migliorare la conoscenza e previsione degli eventi estremi• affrontare la sfida dell’offshore• ridurre i costi di gestione e manutenzione
lunedì 14 febbraio 2011
Situazione contingente di crisi mondiale
• Parziale capovolgimento del rapporto cliente-fornitore
• Costi in leggera flessione
• Tempi di consegna ridotti
• Procedure amministrative ancora complesse (Italia, Francia…)
• Continua evoluzione basata sulla diffusione delle macchine
lunedì 14 febbraio 2011
Prospettive del settore eolico
• Position Paper
• Piattaforma tecnologica europea
• Scenari EWEA, CE
lunedì 14 febbraio 2011
Piattaforma della tecnologia eolica europea (TPWind)
• Forum di riferimento per le politiche, ricerche tecnologiche e percorsi di sviluppo del settore eolico
• Ulteriore opportunità di collaborazione tra i Paesi Membri dell’UE, inclusi quelli meno sviluppati nello sfruttamento dell’eolico
• Il TPWind contempla la presenza di membri dell’industria, governo, società civile, istituti di ricerca e sviluppo, organizzazioni finanziarie e del settore energetico a livello di singoli stati ed europeo
• TPWind ha il compito di facilitare lo sviluppo di una politica nazionale ed europea efficace e complementare con il fine ultimo di pervenire a una riduzione dei costi tale da raggiungere la competitività con la fonte più economica
lunedì 14 febbraio 2011
TPWind Gruppi di lavoro
• Condizioni anemologiche• Sistemi eolici• Integrazione alla rete elettrica• Offshore• Mercato eolico e aspetti economici• Aspetti politici e ambientali• Gruppo di lavoro indipendente dagli altri sugli
aspetti finanziari: valutazione e acquisizione dei fondi necessari per le attività di ricerca, sviluppo e dimostrazione
lunedì 14 febbraio 2011
Un nuovo settore: tra il piccolo e il grande eolico
Una nuova opportunità per gli operatori e clienti del settore
Produttori: previsione di un mercato nazionale interessante con possibili ricadute sul mercato globale (paesi industrializzati ed emergenti)
Clienti: investitori pubblici e privati, cooperative agricole, agriturismo,
aziende di medie-piccole dimensioni, proprietari terrieri, agricoltori, etc.
lunedì 14 febbraio 2011
Incentivazione mirata
• Forme precedenti limitate all’accesso al mercato dei certificati verdi, allo scambio sul posto e a bandi del ministero dell’Ambiente con l’aggiunta di semplificazioni nella procedura amministrativa solo da parte di qualche regione
• Equiparazione nella procedura amministrativa agli impianti di taglia maggiore
• Drastico cambiamento introdotto con la legge Finanziaria del 2008 e successivo decreto attuativo in vigore con decorrenza inizio 2009
• Limite massimo potenza aerogeneratori ammessi alla tariffa incentivante per un periodo di 15 anni = 200 kW
lunedì 14 febbraio 2011
Aspetti territoriali
• Distribuzione più capillare del grande eolico nel territorio
• Necessità di infrastrutture meno rilevanti (viarie ed elettriche)
• Riduzione impatto ambientale (poche unità di dimensioni ridotte nella stesso sito )
• Tecnologia più vicina a un maggior numero di clienti, con diversificazione accentuata sulla loro tipologia
• Diffusione dell’informazione anche attraverso una diffusione più ampia della tecnologia
lunedì 14 febbraio 2011
Sviluppo centri di prova e qualificazione
• La realizzazione di tali strutture è auspicabile per una maggiore garanzia del prodotto
• L’Università di Trento, con il centro di prova aerogeneratori, è già attiva nelle misure delle prestazioni delle piccole macchine sino a 20 kW. In tale ambito si evidenziano i problemi e si trovano le soluzioni che vengono poi indicate ai costruttori
• Possibilità di ampliamento delle attività, nel
lunedì 14 febbraio 2011
Presenza costruttori nazionali
• Diversi operatori nazionali sono attivi nella progettazione e realizzazione di macchine commerciali e prototipi di potenza sino a 50 kW (Blu Mini Power, Jonica Impianti, Ropatec,
Terom wind energy, EolPower, Tozzi Nord, Salmini, Klimeko, etc.
• Presenza del mondo accademico in particolare con le università di Trento e di Napoli, Politecnico di Milano
• Interesse verso il settore manifestato anche da nuovi
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Tecnologia
• Curva di potenza
• Rotore ad asse verticale e ad asse orizzontale
• Numero di pale
• Treno di potenza (presenza o meno del moltiplicatore di giri)
• Sistema di controllo
lunedì 14 febbraio 2011
Incentivi per eolico sino a 200 kW
Certificato verde
CV. Il suo valore nominale attuale è pari a ….€/MWhE' un titolo che è trattato in un mercato apposito ed il suo valore “all'incasso” dipende quindi da fattori negozialiE' incentivo “puro” e ad esso si somma il ricavo di vendita (80-90 €/MWh) o in alternativa il “costo evitato” nel caso di autoconsumo in scambio sul posto
Conto energia
CE. Il suo valore attuale è pari a 300 €/MWhE' moneta corrente e viene depositato su c.c. del titolare dell'impiantoA differenza del CE “fotovoltaico” è incentivo omnicomprensivo. Ad esso non si somma pertanto l'eventuale ricavo per la vendita dell'energia in Rete
lunedì 14 febbraio 2011
PROGETTO TEROM• Terom Wind Energy nasce nel 2008 da
Terom SpA per conferimento di ramo d’azienda incorporando il know how specifico del settore, con l’intento di sviluppare attività di progettazione e sviluppo di aerogeneratori di piccola taglia.
• La macchina proposta da TWE è stata concepita per applicazioni in siti marginali dove investimenti in impianti di grossa taglia non sono giustificabili
• Avanzamento progetto:– Gennaio 2004: avvio ufficiale progetto
eolico Terom– Luglio 2005: installazione della prima
torre anemometrica – Maggio 2006: realizzazione della prima
pala da 5m– Giugno 2007: installazione del primo
prototipo con rotore di 10m – Febbraio 2008: seconda release del
sistema di controllo – Giugno 2008: inizio collaborazione con
Politecnico di Milano per lo sviluppo di un modello aeroservoelastico
lunedì 14 febbraio 2011
SISTEMA DI (TELE)CONTROLLO• Sviluppato completamente in house• Parametrizzato: è possibile adattarlo
alle caratteristiche anemologiche del sito di installazione e modificare in ogni momento le curve caratteristiche
• Netta separazione fra sicurezza e controllo
• Conforme alla normativa CEI EN 61400-01
• Capacità di raccolta e analisi dati di prestazione e di resa
• Sistema di autodiagnosi che informa immediatamente la base in caso di guasti anche in assenza di vento
lunedì 14 febbraio 2011
CAPACITA’ PRODUTTIVA INTERNA
• Inaugurato reparto per la lavorazione di materiale composito a Gennaio 2008
• Capacità produttiva TEROM per carpenteria e officina meccanica
• Inaugurata officina elettrica nel 2008
• Sistema proprietario di collegamento pala mozzo (brevettato)
lunedì 14 febbraio 2011
VAWT for urban environment
VAWT on external test platform
TN1,5
VAWT on Eolica Expo 2008
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Turbina TN-7 (classe speciale IVminus)Datasheet:Diameter 12.90 m 12.90 m Maximum output power 7 kW 7 kW Hub height 18 m 18 m Rotational Wind Speed 20-66 rpm 20-66 rpm
Control type Active pitch, active yaw
controlActive pitch, active yaw
controlPower trainn Belt Gearbox with ratio 1:12Belt Gearbox with ratio 1:12
Energy yearly output 25 MWh/year (Vave=4.5 m/s,
k=1.5)25 MWh/year (Vave=4.5 m/s,
k=1.5)
Industrial product characteristics:Industrial product characteristics:Industrial product characteristics:Industrial product characteristics:Optimization and industrial production of an already tested HAWT
conceptOptimization and industrial production of an already tested HAWT
conceptOptimization and industrial production of an already tested HAWT
conceptOptimization and industrial production of an already tested HAWT
conceptIEC 61400-2 certification type
Ready to be sold:2010 Spring2010 Spring2010 Spring
lunedì 14 febbraio 2011
Ropatec
Ropatec BIG STAR VERTICAL– la performante
• Le principali caratteristiche sono l’efficienza, la silenziosità ed
il suo design unico. • Quasi priva di manutenzione ed estremamente affidabile anche
in situazioni meteorologiche avverse. • L’energia prodotta può essere immessa nella rete elettrica
tramite un inverter dedicato e certificato. • Potenza nominale: 20KVA • Diametro e altezza: 8m x 4,3m • Peso: 3600 kg • Partenza: 3m/s
lunedì 14 febbraio 2011
The ProductsAircraft Design and AeroflightdYnamics Group
www.eolpower.com
EOL-H-5 Diameter 6 mNominal Power= 5 kWNominal Wind speed = 9 m/sPassive variable pitchBlade section with special airfoils
Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale (DIAS)Università degli Studi di Napoli “Federico II"
lunedì 14 febbraio 2011
Generatore Elettrico da 5 kW a Magneti Permanenti ed a flusso assiale
Generatore in fase di costruzione ed assemblaggio
lunedì 14 febbraio 2011