L'energia eolica e la teoria dei valori estremi

3 Introduzione La convenienza economica di un impianto eolico fa affidamento principalmente sulla disponibilità del potenziale di vento e sull’efficienza di una turbina eolica. Valutazioni di performance di un impianto eolico sono spesso richieste nei contratti tra sviluppatori, finanziatori e costruttori. Le prestazioni elettriche di una turbina eolica sono valutate attraverso la”curva di potenza”caratteristica dell’aerogeneratore, ove per curva di potenza s’intende la potenza sviluppata dalla macchina in corrispondenza a ciascuna velocità del vento che investe il rotore. Fondamentale è, quindi, la corretta valutazione delle curve di potenza, la cui misura è realizzata dal costruttore dell’aerogeneratore stesso, il quale è tenuto ad eseguire il test di misura su un sito di prova, detto “ideale” , che soddisfi determinati requisiti, come terreno piatto o assenza di ostacoli (edifici, vegetazione ecc…) che creino delle deviazioni del flusso di vento, rendendolo costante e limitando così i fermi di produzione. L’intento è, quindi, quello di studiare la probabilità di eventi rari come gli uragani, in modo da prevedere e ridurre i problemi a esso collegati. In questa tesi illustreremo i principali aspetti legati alla scelta delle turbine eoliche, tenendo conto della velocità del vento che potrebbero sostenere. La determinazione dell’azione del vento sulla costruzione, parte dall’individuazione della velocità di riferimento Vref: questa è definita come il valore massimo della velocità media su un intervallo di tempo di 10 minuti del vento, misurata a 10 metri dal suolo. Tale velocità corrisponde a un periodo di ritorno T= 50 anni, ovvero a una probabilità di essere superata in un anno pari al 2%. Si indica con p la probabilità annuale di eccedenza della velocità del vento, ovvero p =1/T. In questo periodo T anni si verificherà solo una volta un evento di velocità massima possibile. L’analisi presentata in questa tesi ha come scopo quello di illustrare le metodologie statistiche per la stima del valore della velocità del vento massima possibile che si verifica ogni T anni e di calcolare la soglia massima di resistenza di un aerogeneratore. Per fare quest’analisi si utilizza la Teoria dei Valori Estremi, che studia il comportamento estremo di variabili o processi casuali. Data una serie di dati indipendenti da un’ignota distribuzione F, il problema consiste nello stimare accuratamente le code di F. Nel primo capitolo sarà trattato l’argomento dell’energia eolica, specificando le cause,