Costo e funzionamento delle pale eoliche

Struttura di base

L'energia eolica, insieme a quella solare, rappresenta una valida alternativa ai sistemi tradizionali di produzione energetica, che non rispettano l'ambiente in quanto inquinanti e non rinnovabili. Le pale eoliche producono energia elettrica con impatto ambientale zero. Numerose imprese ed aziende utilizzano ormai questo sistema per coprire il proprio fabbisogno energetico ed anche privati e famiglie stanno cominciando ad interessarsene, grazie agli impianti mini e micro eolici. In questo articolo parliamo, in particolare, di costo e funzionamento delle pale eoliche domestiche. Sostanzialmente le pale eoliche trasformano la forza del vento in energia elettrica. Un impianto è costiuito da: il rotore, la torre di sostegno, un generatore, un trasformatore e un sistema di controllo. Inoltre, nel caso di utilizzo privato, sono presenti anche le batterie di accumulo, un inverter DC/AC, un carica batterie AC/DC. Le pale sono messe in rotazione dal movimento dell'aria. Questa energia di movimento aziona un generatore di corrente, secondo il principio della dinamo.

Costo e funzionamento delle pale eoliche

Le pale mini eoliche hanno una potenza fino 60 kW mentre le micro eoliche al massimo 5 kW. Il costo è molto variabile e non c'è ancora uno standard ben definito. Nel mercato degli impianti eolici non si è ancora arrivati alla competitività dei prezzi perché si è agli inizi. Le pale sono, di solito, 3. Sono fissate sul mozzo collegato ad un albero. Nella parte inferiore troviamo il generatore e i cavi della corrente. A parte potenza e dimensione, le differenze tra i vari modelli dipendono dal sistema di controllo della potenza, a stallo o a passo, dalla velocità delle pale, costante o variabile, e dalla presenza o meno del moltiplicatore di giri. Inizialmente la spesa per l'installazione di un impianto era attorno ai 5.000 euro per kW, cioè 15.000 euro considerando la potenza di un contatore domestico. Di recente i costi sono diminuiti parecchio, infatti troviamo sul mercato ottimi impianti mini eolici completi a 1.800-3.000 euro al kW. Ma è possibile trovare prezzi ancora più bassi. Esistono impianti da 3 kW a 3-400 euro. Alcuni produttori offrono turbine da 5 kW a 2.000 euro.

Acquisto di un impianto

Prima dell'acquisto bisogna valutare la convenienza, oltre a conoscere costo e funzionamento delle pale eoliche. Per esempio, una turbina da 1 kW, che costa 2.300 euro, produce 24 kW al giorno, è certamente un ottimo investimento. Più forte e frequente sarà il vento, tanto più conveniente sarà l'acquisto. Una velocità media del vento minore di 4,5-5 m/s non è produttiva. Ogni impianto ha un rendimento, cioè quanta energia del vento viene effettivamente trasformata in corrente elettrica. Ci sono impianti con scarso rendimento con vento veloce ma che lavorano bene con poco vento. Altre hanno un rendimento del 40%, cioè alto. L'asse di rotazione può essere orizzontale, il più comune, parallelo alla direzione del vento, o verticale, perpendicolare al vento. Man mano che aumenta il numero di pale, si riduce la velocità di rotazione, aumenta il rendimento ma anche il prezzo. Un impianto eolico ha una durata di 20 anni.

Incentivi per l'impianto

Il D.M. del 6/7/2012 prevede un'incentivo di 0,291 euro per kW/h prodotto da impianti eolici collegati alla rete elettrica e con potenza compresa tra 1 e 20 kW. L'incentivo è di 0,268 euro per impianti tra 20 e 200 kW (Tariffa Fissa Omnicomprensiva). Questi incentivi sono erogati dal GSE (Gestore dei Servizi Energetici) e durano 20 anni. Allo scadere di tale periodo, l'energia elettrica prodotta potrà essere ceduta al GSE grazie al sistema del ritiro dedicato. Coloro che non accedono alla Tariffa Omnicomprensiva, possono, in alternativa, beneficiare dello Scambio sul Posto e ricevere un compenso economico che considera il valore della corrente prodotta (ma non consumata) e quello relativo all'energia prelevata dalla rete in altro momento. La Tariffa Omnicomprensiva è adatta a turbine oltre i 3 kW. Per potenze più basse è vantaggioso lo Scambio sul Posto.

Domande frequenti

Quanto costa installare un piccolo impianto eolico domestico?

I costi degli impianti mini e micro eolici sono variabili e dipendono principalmente dalla potenza installata. Attualmente, il prezzo medio si attesta tra i 1.800 e i 3.000 euro per ogni kilowatt (kW) di potenza. Ad esempio, è possibile trovare turbine da 3 kW intorno ai 300-400 euro, mentre modelli da 5 kW costano circa 2.000 euro. È importante considerare che questi prezzi includono solitamente la turbina completa, ma potrebbero non coprire tutte le spese accessorie come fondazioni, cablaggi complessi o interventi edilizi specifici per la torre. Prima dell'acquisto, è fondamentale confrontare diverse offerte e verificare cosa include esattamente il pacchetto.
Qual è la velocità minima del vento necessaria per far funzionare un impianto eolico?

Per garantire una produzione energetica efficiente e conveniente, è necessario disporre di una velocità media del vento non inferiore a 4,5-5 metri al secondo. Al di sotto di questa soglia, l'impianto potrebbe non produrre energia sufficiente a giustificare l'investimento iniziale. Tuttavia, non tutti gli impianti reagiscono allo stesso modo: alcune turbine sono progettate per avere un buon rendimento anche con venti deboli, mentre altre richiedono correnti d'aria più forti per raggiungere efficienze elevate, come il 40%. Valutare il ventosità specifica del luogo di installazione tramite anemometri o dati storici locali è essenziale prima di procedere con l'acquisto.
Come funziona tecnicamente una pala eolica per produrre elettricità?

Il funzionamento si basa sulla trasformazione dell'energia cinetica del vento in energia elettrica. Le pale, generalmente tre, ruotano grazie alla spinta dell'aria, azionando un rotore collegato a un albero. Questo movimento meccanico attiva un generatore, operante secondo il principio della dinamo, che converte la rotazione in corrente elettrica. L'impianto comprende inoltre una torre di sostegno, un trasformatore e un sistema di controllo che regola la potenza. Nei sistemi domestici sono spesso presenti batterie di accumulo per immagazzinare l'energia, un inverter per convertire la corrente continua (DC) in alternata (AC) compatibile con la rete domestica e un carica batterie per gestire il flusso energetico verso le batterie.
Esistono incentivi statali per chi installa un impianto eolico domestico?

Sì, il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) eroga incentivi per gli impianti eolici collegati alla rete. Per turbine con potenza compresa tra 1 e 20 kW, è prevista una tariffa incentivante di 0,291 euro per kWh prodotto, valida per 20 anni. Per impianti tra 20 e 200 kW, la tariffa scende a 0,268 euro/kWh. Chi non opta per la Tariffa Fissa Omnicomprensiva, può scegliere lo Scambio sul Posto, utile soprattutto per potenze inferiori a 3 kW, che compensa economicamente l'energia immessa in rete non autoconsumata e quella prelevata successivamente. Dopo i 20 anni, l'energia residua può essere ceduta tramite il ritiro dedicato.
Quanto dura nel tempo un impianto eolico domestico?

Un impianto eolico domestico ben mantenuto ha una vita utile media di circa 20 anni. Questa longevità rende l'investimento interessante nel lungo termine, specialmente se combinato con gli incentivi statali che durano proprio due decenni. Durante questo periodo, la produzione energetica dipende fortemente dalle condizioni meteorologiche locali e dall'efficienza del modello scelto. Componenti come il generatore e il sistema di controllo devono essere sottoposti a periodiche verifiche per garantire il corretto funzionamento. Alla scadenza degli incentivi, l'impianto continuerà a produrre energia gratuita, permettendo di recuperare ulteriormente i costi iniziali attraverso l'autoconsumo o la vendita dell'energia eccedenza.