Il vento come fonte energetica:
valutazione delle risorse 

La valutazione dell'energia eolica potenzialmente sfruttabile è una operazione molto difficile e complessa, in quanto la produzione di un impianto eolico dipende fortemente dalle caratteristiche anemologiche dal luogo in cui esso viene installato; a loro volta queste caratteristiche, in un dato sito ed alle quote di interesse di un aeromotore, sono influenzate in modo sensibile dalla orografia locale.

Per il progetto dei sistemi di conversione, per le stime tecnico- economiche e per il confronto tra siti sono necessari dati anemologici con reale significato statistico e quindi estesi a lunghi periodi.

Fig.9
 

Di norma, per studi di natura statistica, si rilevano i valori medi delle suddette grandezze nell'arco di 10 minuti. Tra le possibili elaborazioni dei dati anemologici presentano particolare interesse:

a)le distribuzioni di frequenza, semplice e cumulata, della velocità del vento.

Queste distribuzioni permettono di studiare alcune situazioni operative di aerogeneratori di assegnate caratteristiche, di valutare il tempo in cui le macchine in esame non funzionerebbero per mancanza di vento(velocità del vento inferiore al valore di "cut-in")oppure per distacco dalla rete(velocità del vento superiore al valore di "cut-out"), di individuare il campo di ventosità più frequente, ecc.

L'andamento grafico della distribuzione di frequenza, sia a livello mensile, che stagionale o annuale, si presenta di norma nella caratteristica forma a campana con asimmetria a sinistra.

Fig.10

La distribuzione cumulata dalla frequenza, detta anche curva di durata, ottenuta generalmente utilizzando i modelli probabilistici di cui sopra, permette invece di individuare, ad esempio in termini di area/anno, il numero delle ore in cui una data velocità viene ecceduta:

b)i parametri delle distribuzioni di frequenza della velocità del vento

Questi parametri, deducibili alle distribuzioni di frequenza di cui si è detto al punto a), consentono di caratterizzare in modo sintetico il regime anemologico di un sito.

Tra di essi, sono particolarmente indicati:

- la velocità media aritmetica V(1), che permette una prima e agevole comparazione tra i diversi siti eolici;

- la velocità media cubica V(3) utile per una corretta valutazione dell'energia disponibile, in quanto la potenza associata alla vena fluida e proporzionale della velocità del vento;

- la velocità massima V(max), importante per il dimensionamento strutturale della aeromacchine;

- lo scarto quadratico medio o, che esprime la dispersione dei valori della velocità e, quindi, il grado di regolarità della fonte eolica.

c)la distribuzione di frequenza della direzione del vento.

Questa elaborazione consente di tracciare un diagramma polare, detto rosa dei venti, ottenuto suddividendo l'orizzonte in settori (di solito 16 o più) e riportando, per ognuno di essi, segmenti proporzionali al numero di osservazioni in cui il vento ha soffiato da una direzione compresa nel settore in oggetto.

Fig.12

Per concludere, si ricorda che, accanto a queste fondamentali elaborazioni dei dati raccolti, è anche possibile effettuare numerose altre considerazioni che presentano un notevole interesse per le applicazioni pratiche.

La conoscenza dell'andamento medio giornaliero o stagionale dell'energia disponibile nel vento è utile per lo studio della possibilità di integrazione di un impianto di generazione da fonte eolica nel sistema elettrico.

E' poi interessante una valutazione dell’autocorrelazione temporale delle velocità del vento, al fine di avere informazioni sulla capacità di prevedere la disponibilità di energia eolica.

Occorre ricordare l'importanza di valutare le correlazioni spaziali della velocità delle velocità del vento, con riferimento ad aree anche molto estese, sia allo scopo di installare correttamente gli strumenti di misura, sia al fine di avere un eventuale compensazione tra centrali eoliche dislocate in siti diversi.