Confronto tecnico economico tra impianti eolici off-shore e on-shore

Per fornire uno strumento che permetta di individuare le zone migliori per lo sviluppo di impianti eolici il CESI RICERCA in cooperazione con il Dipartimento di Fisica dell'Università di Genova ha sviluppato una atlante eolico dell'Italia. Il metodo con cui è stato costruito questo atlante si divide in due fasi. Nella prima fase tramite un modello numerico si è ottenuta una mappa del vento a partire dal bilancio geostrofico (bilancio che permette di calcolare il vento geostrofico, ovvero un vento teorico risultante dal perfetto equilibrio tra la forza di Coriolis e la forza dovuta al gradiente di pressione). In particolare il sistema numerico realizzato dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Genova fornisce un modello tridimensionale del vento, e tiene in considerazione anche l'orografia del terreno, la rugosità e la stabilità dell'atmosfera. Il territorio italiano è stato suddiviso in 24 zone differenti (di 200X200 km), parzialmente sovrapposte tra loro per garantire la continuità tra zone adiacenti. Il modello numerico è stato quindi applicato ad ognuna delle 24 zone utilizzando una griglia di 1 km2 di base.

I dati così ottenuti sono stati corretti tramite i valori misurati da 240 stazioni meteo (messe a disposizione da varie organizzazione come ENEA, Enel, le Regioni etc.), per ottenere valori più vicini alle condizioni reali.
Il lavoro è stato completato nel 2002 e includeva due serie di mappe:una sulla velocità media annuale del vento a varie altezze e un'altra sulla produzione di energia (MWh/MW) di una ipotetico aerogeneratore con il mozzo a 50 m di altezza dal terreno. Queste mappe però non comprendevano le aree off-shore. Nel 2006 si decise quindi di aggiornarle, includendole aree entro 40 km dalla costa. Il procedimento seguito è stato lo steso che per aree on-shore, al fine di garantire coerenza tra i due atlanti. Il territorio marino italiano è stato suddiviso in 21 zone parzialmente sovrapposte e comprendenti sia le aree marine che non, per tenere in considerazione l'effetto locale indotto dalla topografia della costa. I risultati del modello numerico sono stati quindi confrontati con le misurazioni di 176 stazioni meteorologiche, per validare la parte riguardante le aree off-shore e correggere ulteriormente quella riguardante le aree on-shore.

In questa fase a causa della completa mancanza di misurazioni in alcune zone marine si sono riscontrate maggiori difficoltà rispetto a quelle incontrate nel precedente atlante eolico. Sulla terraferma velocità e direzione del vento vengono misurate tramite un anemometro e una banderuola fissati su un palo di sostegno ad un'altezza prefissata, In mare invece i pochi anemometri presenti sono fissati o su boe che possono essere ancorate solo in acque basse, o sulle piattaforme petrolifere. Altre misure indirette della velocità del vento off-shore possono essere ricavate dai satelliti equipaggiati con scatterometri (come il satellite della NASA Quick-SCAT) , che analizzando il riflesso delle onde elettromagnetiche sulla superficie del mare possono stimare la velocità del vento. Questo metodo ha una precisione variabile al variare della distanza dalla costa, e non è molto affidabile per le zone con acque basse, che di solito sono quelle più sfruttabili per gli impianti eolici off-shore. Inoltre possono essere anche usate misurazioni effettuate su piccole isole in mare aperto o lungo le coste, se queste rappresentano abbastanza fedelmente le condizioni in mare.
Un altro problema legato alla misurazione della velocità del vento in mare è che la rugosità dipende dell'altezza media delle onde che è una funzione dell'intensità del vento, della sua direzione e della batimetria. Questa dipendenza però non è stata presa in considerazione perché produce effetti trascurabili rispetto al dettaglio con cui è stato svolto il lavoro. Il nuovo atlante fornisce anche dei dati addizionali rispetto al vecchio, come ad esempio i parametri della distribuzione della velocità media del vento (distribuzione di Weibull), dati sull'orografia, profondità del mare, rugosità. Confrontando i valori stimati della producibilità specifica media (MWh/MW installato) risulta evidente il perché di tanto interesse verso gli impianti off-shore, nonostante le difficoltà tecniche che presenta.

• 2000 MWh/MW on-shore

• 2500-3000 MWh/MW in acque basse

• 3000-3500 MWh/MW in acque profonde In ogni caso questo atlante fornisce un indicazione preliminare sulle aree più ventose, e non può sostituire tutte le successive misurazioni che vengono effettuate in un sito candidato ad ospitare un impianto eolico.

In ogni caso questo atlante fornisce un indicazione preliminare sulle aree più ventose, e non può sostituire tutte le successive misurazioni che vengono effettuate in un sito candidato ad ospitare un impianto eolico.