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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


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


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)


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


Produttori energia da fonte eolica(fine 2008)

0

3,75

7,50

11,25

15,00

Market Shares

(% rated pow

er)

Wind Energy Producers


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


http://www.mediasoft.it/_vti_bin/shtml.dll/italy/index.html/map












































































































































































































































































































































































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


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


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


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


Impatto ambientale

• Impatto visivo

• Impatto acustico

• Collisioni con l’avifauna

• Interferenza elettromagnetica

• Sostenibilità (sociale, ambientale, economica e culturale)


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


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.


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


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)


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


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


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


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


Prospettive del settore eolico

• Position Paper

• Piattaforma tecnologica europea

• Scenari EWEA, CE


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


Temi principali della Piattaforma e obiettivo generale


Struttura della Piattaforma


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


Evoluzione tecnologica


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.


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


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


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


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


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


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


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


ATBV25: CARATTERISTICHE PRINCIPALI


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


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)


VAWT for urban environment

VAWT on external test platform

TN1,5

VAWT on Eolica Expo 2008


57

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



conceptIEC 61400-2 certification type

Ready to be sold:2010 Spring2010 Spring2010 Spring


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


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"


Generatore Elettrico da 5 kW a Magneti Permanenti ed a flusso assiale

Generatore in fase di costruzione ed assemblaggio


Grazie per l’attenzione


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