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COME REALIZZARE UN IMPIANTO EOLICO STAND-ALONE

1) GLI IMPIANTI "STAND-ALONE": COSA SONO

Una volta costruita una turbina eolica con la relativa struttura di sostegno, per la cui realizzazione rimandiamo il lettore al seguente link, possiamo inserirla in un impianto off-grid con batterie, ovvero in un impianto di tipo stand-alone, o "ad isola", ovvero completamente autonomo dalla rete elettrica. Un sistema stand-alone, in generale, può essere utilizzato non solo per fornire energia elettrica ad una singola abitazione, ma anche a un gruppo di case o a un'intera frazione, rendendola indpendente dal punto di vista energetico. Un impianto eolico stand-alone - non importa che sia eolico, idroelettrico, etc. - abbisogna dei seguenti componenti: (1) un regolatore di carica; (2) una o più batterie; (3) un inverter, che serve a convertire la corrente continua in alternata a 12 V o 230 V, e di cui parliamo in altre pagine di questo sito; (4) un quadro elettrico; (5) un carico di protezione; (6) due interruttori principali: uno DC tra batterie e inverter e uno AC in uscita dall'inverter; (7) un diodo di blocco.

2) IL REGOLATORE DI CARICA E IL CARICO DI PROTEZIONE

Il regolatore di carica è un apparecchio che regola la carica e la scarica delle batterie. Diversamente da un regolatore di carica per il fotovoltaico, quello per un impianto eolico o idroelettrico non disconnette il generatore dalle batterie, e in genere invia l'energia in eccesso prodotta a un carico di protezione. Il carico di protezione è una resistenza elettrica per riscaldare l'aria o l'acqua che deve essere dimensionata in modo da poter assorbire l'intera capacità elettrica del generatore (eolico o idroelettrico). Esso entra in funzione, attivato dal regolatore di carica, quando la batteria è completamente carica, onde impedirne il sovraccarico, ed evita che il generatore si danneggi operando senza un carico da alimentare o una connessione alla rete elettrica in cui riversare l'elettricità prodotta. Anche un sistema off-grid senza batterie oppure uno connesso in rete necessitano di un regolatore di carica, che monitori il voltaggio e assicuri che vi sia sempre un carico in cui far defluire l'elettricità, come l'acqua di un fiume.

3) IL PACCO-BATTERIE PER UN IMPIANTO STAND-ALONE

Le batterie - al piombo-acido a 12 V, simili a quelle impiegate per le automobili, non adatte allo scopo perché non "deep cycle" - in un impianto stand-alone forniscono un modo per immagazzinare l'energia quando essa è maggiore rispetto a quella consumata mentre è prodotta, così da fornire l'elettricità quando è necessaria. I sistemi eolici e idroelettrici sono tipicamente piuttosto "gentili" nei confronti delle batterie, perché non le lasciano scariche spesso, perciò il pacco-batterie può essere più piccolo che per un impianto fotovoltaico: uno o due giorni di energia accumulato sono in genere sufficienti. Di solito vengono quindi impiegate batterie deep-cycle, che con una scarica dell'80-100% durano per circa 300 cicli, ma con un ciclaggio di scarica dal 60 al 70% possono durare grossolanamente 2500-3000 cicli, ed ancor più se la scarica è minore prima che vi sia una carica. Quest'informazione risulta quindi utile, insieme alla precedente, per dimensionare opportunamente il pacco-batterie.

4) IL QUADRO DI CONTROLLO E GLI INTERRUTTORI DC/AC

Il quadro di controllo permette di misurare e visualizzare diversi aspetti dello stato e delle prestazioni del proprio sistema eolico (o idroelettrico) e mostra quanto sia carico il pacco-batterie, quanta energia è stata e viene prodotta dal generatore, etc. Usare un sistema stand-alone senza queste informazioni sarebbe un po' come guidare un'auto senza sapere a che velocità sta andando, quanta strada abbiamo percorso e quanto carburante rimane. In un sistema stand-alone a batteria, è inoltre necessario un interruttore principale per disconnettere le batterie dall'inverter per manutenzione e come protezione dai guasti elettrici: allo scopo, si usa un grande interruttore per corrente continua (DC) montato in un involucro metallico. Un altro interruttore principale, questa volta per la corrente alternata (AC) va posto all'uscita dell'inverter - eventualmente in un apposito alloggiamento - e serve quando occorre disconnettere i carichi domestici per manutenzione o per evitare possibili incendi.

5) IL DIODO DI BLOCCO E ALTRI CONSIGLI UTILI

È possibile acquistare il regolatore di carica su EBay o, come molti degli altri componenti, in un negozio fisico o online di materiale elettrico. Assicuratevi sempre di usare cavi di diametro adeguato alla corrente che deve circolarvi, altrimenti si riscalderanno dissipando energia. È inoltre importante che vi sia un diodo di blocco che impedisce all'elettricità proveniente dalle batterie di venire dispersa quando il motore/generatore eolico gira in direzione opposta a quella normale: senza tale diodo, le pale eoliche sono ovviamente soggette al riflusso dell'energia elettrica verso il motore/generatore. Il voltaggio di uscita da una turbina eolica varia considerevolmente con la velocità del vento: senza una batteria e un regolatore di carica, il connettere la turbina direttamente all'inverter può danneggiare quest'ultimo o i carichi elettrici collegati ad esso: il carico fornito dal pacco batterie fa sì che il voltaggio sia gestibile dall'inverter, fornendo elettricità durante periodi di poco o nessun vento.

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