SIRCK GENERATORE EOLICO ENERGIA PULITA REV 3. Per civile abitazione

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1 Uffici, Laboratorio e Magazzino Via Don Minzoni, n 30 simelcuneo@virgilio.it SIRCK ENERGIA PULITA GENERATORE EOLICO Per civile abitazione REV 3

2 Pag. 2 di 16 SIRCK 500VA

3 Pag. 3 di 16 Prefazione Abbiamo scelto di studiare un eolico e non di approfondire gli studi sull energia solare in quanto nella ns. posizione geografica, quando si ha più bisogno di energia, per l illuminazione o per il riscaldamento, il sole è presente per poche ore al giorno e con un inclinazione sfavorevole specialmente d inverno. In alcune vallate le montagne ostacolano, con la loro altezza, in tutto o in parte i raggi solari in particolare nelle zone esposte a nord. Invece il eolico ha la possibilità di generare 24ore al giorno, e il vento è ovunque anche se a volte debole e a volte impetuoso e distruttivo. I più fortunati hanno i corsi d acqua vicini e magari disponibili per essere utilizzati. A tal proposito Vi ricordo che un metro cubo d acqua ha un peso di circa 1000 Kg mentre 1 metro cubo di aria ha un peso di circa 1,28 Kg. Ci rendiamo subito conto della poca energia del vento che ci gioca a sfavore, ma ritorno a dire che il vento è ovunque. A favore del vento rispetto ad un qualsiasi corso d acqua possiamo avere la velocità e tal ragionamento ricordiamo che la potenza equivale al peso per la velocità. Il primo problema da risolvere è sapere a quale velocità sta soffiando il vento. A tal proposito Vi lascio l incombenza di osservare nel sito da Voi prescelto la valutazione della velocità del vento. Spiegheremo in seguito nell apposito paragrafo come fare. In base a queste considerazioni ho cominciato gli studi sul eolico circa 2 anni fa mettendo in pratica ciò che man mano imparavo teoricamente.la mia esperienza e ricerca e stata avvalorata in alcuni momenti dalla collaborazione della sezione aeronautica spaziale del Politecnico di Torino che ci ha fornito utili informazioni per il ns. progetto. Una frase che mi ricordo in particolare citava : Non si possono superare le leggi della fisica e della meccanica classica ad oggi conosciute, ma possiamo solo cercare di sfruttare al meglio la potenza disponibile. In base a questa regola e allo studio delle seguenti leggi di: Betz per l energia eolica Maxwell e Lorentz per lo studio sull elettromagnetismo Newton per il lavoro e la potenza Giorgi per i sistema di misura Kirchoff per lo studio dei nodi e delle reti Hertz Ho realizzato questo prodotto. Mi ricordo che due anni fa, parlai del mio progetto ad un vicino di casa, questo mi prestò un libro sulle energie alternative tra cui l eolico. Lessi il libro in 2 o 3 giorni e trovai a quel tempo difficile realizzare più di quanto era già stato fatto. Oggi quando rileggo quel libro, sempre con il massimo rispetto per chi prima di me e con i mezzi a disposizione aveva fatto quei generatori posso dire che abbiamo superato quei limiti.

4 Pag. 4 di 16 Spero che un domani qualcun altro possa dire lo stesso a riguardo delle nostre esperienze e per questo motivo in queste poche pagine cerco di essere quanto più preciso possibile con grafici e tabelle allegate. Sarei soddisfatto se questo mio lavoro sia di spunto a Voi per poter migliorare le esperienze fatte fino ad oggi dal sottoscritto e migliorare ancora. Ricordo che dopo aver letto quel libro, le prime domande che mi posi e che penso Vi state ponendo Voi, sono state le seguenti; 1. Qual è adesso la velocità del vento? 2. Quanta energia riesco a produrre con questo vento? 3. Quale sarà l impatto ambientale del mio aero? 4. Quanto costa l aero? 5. Quanto mi rende il in termini economici? 6. Quanto mi costa oggi l energia elettrica ENEL? 7. Quale tipo di manutenzione devo preventivare? 8. Come posso utilizzare al meglio l energia prodotta? Punto per punto cercherò di dare delle spiegazioni e delle risposte ad ognuna di queste domande. Se ho dimenticato qualcosa contattatemi per chiarimenti.

5 Pag. 5 di 16 Indice Indice Scelta del sito e misurazione del vento Energia elettrica prodotta Impatto ambientale del Costi del Generatore Rendita economica del Quanto costa l energia elettrica Manutenzione Sfruttare l energia prodotta... 14

6 Pag. 6 di Scelta del sito e misurazione del vento Per fare questo il metodo più esatto è un anemometro professionale collegato ad un registratore su carta o su computer. Non tutti però hanno la possibilità, o la voglia, di spendere solo per fare una misurazione,: In quanto i risultati potrebbero essere negativi e i soldi spesi per l acquisto sarebbero sprecati; in secondo luogo se l anemometro non è di tipo professionale e quindi costoso potrebbe darvi dei dati completamente errati come è successo al sottoscritto la prima volta che ho acquistato un anemometro da 160. Vi suggerisco quindi un metodo che non costa assolutamente nulla se non un po di tempo e pazienza. Sono altresì convinto che se state leggendo queste pagine vuol dire che come me avete un po di passione per questo ramo della scienza che studia la dinamica dei fluidi e l energia nel senso ampio della parola, quindi confido nella vostra buona volontà Allegata a questa presentazione troverete la tabella di Beaufort, che in base alla vs. esperienza personale e ad un osservazione più mirata Vi aiuterà a valutare la velocità del vento presso il sito da Voi prescelto. Ricordiamo che la velocità del vento aumenta in funzione dell altezza, quindi quando valutate il vento, dovrete fare riferimento all altezza cui intendete installare il vostro aero. A tal riguardo Vi ricordo che questo è stato progettato per essere installato sul palo d antenna, quindi ad una altezza ragionevole tra 12 e 25 mt. Riportiamo di seguito la tabella che indica l aumento della velocità del vento in base all altezza. Ricordiamo che il fattore d aumento è espresso in percentuale. Aumento della velocità del vento in base all'altezza Altezza in metri ,5 2,8 3,7 4,2 5 5,6 6 6,5 Fattore di aumento Altezza della torre In percentuale 6,9 7

7 Pag. 7 di 16 La misura della velocità del vento è estremamente importante perché in base a questi dati saranno prese tutte le decisioni sulla potenza dell aero da installare. Non ultima l importanza della scelta del sito, che permetterà una miglior prestazione del eolico. Si pensi che in Olanda, i costruttori di mulini a vento passavano intere settimana a guardare un sito prima di cominciare i lavori, alla maggior parte delle persone che li osservavano sembrava tempo sprecato, ma chi si occupa di energia eolica sa bene che il buon funzionamento dell impianto dipenderà solo da questa scelta. Sul tetto abbiamo certamente pochi ostacoli al vento.

8 Pag. 8 di 16 Grado Denominazi della one scala SCALA BEAUFORT Km/h Effetti sulla terra ferma Effetti in mare 0 Calma 0 1,6 Il fumo sale verticalmente Superficie liscia come uno specchio 1 Bava di vento 1,6 4,8 Il vento piega il fumo Si formano increspature 2 Brezza leggera 6,4 11,3 Il vento si sente sul viso; si muovono le foglie Ondette piccole e corte che non si rompono 3 Brezza tesa 12,8-19,3 Foglie e ramoscelli sono agitati, le bandiere si spiegano Ondette più grandi, che si cominciano a rompere, sporadiche creste spumeggianti 4 Vento moderato 20,9-29 Si alzano polvere e carta, i ramoscelli si muovono Onde piccole ma più lunghe, creste spumeggianti abbastanza frequenti 5 Vento teso 30,6-38,6 Piccoli alberi fronzuti oscillano Onde moderate ed estese, molte creste spumeggianti, spruzzi isolati 6 Vento fresco 40,0 50,0 Si muovono i rami più grossi, i fili tesi fischiano Grandi onde con schiuma estesa cominciano a rompersi 7 Vento forte 51,5 61 Alberi agitati; difficoltà a camminare contro vento Il mare s ingrossa, schiuma soffiata dal vento 8 Burrasca moderata 62,8-74 Rami strappati dagli alberi, non si riesce a camminare contro vento Onde moderatamente alte con creste di notevole lunghezza, spruzzi di schiuma 9 Burrasca forte 75,7 87 Oggetti e tegole trasportati Onde alte, mare agitato, dense striscie di schiuma 10 Burrasca fortissima 88,5 101,5 Alberi sradicati o schiantati, danni agli edifici Mare molto agitato, grandi chiazze di schiuma, onde molto alte 11 Fortunale Devastazioni gravi (più frequente nel mare) 12 Uragano 117,6-132 Devastazioni gravissime, distruzioni Onde estremamente alte, gli spruzzi impediscono visibilità Aria piena di schiuma e di spruzzi, mare completamente bianco

9 Pag. 9 di Energia elettrica prodotta Per rispondere a questa domanda dobbiamo osservare il grafico seguente che riporta la potenza meccanica generata dalla turbina eolica Come dicevamo l energia meccanica del vento può essere molto piccola o devastante in alcuni momenti. Abbiamo quindi cercato di sfruttare al meglio i venti a bassa velocità che sono i più frequenti, cercando di ottenere la massima potenza giornaliera senza tralasciare le ore di vento forte. Le pale eoliche utilizzate in questo progetto possono raggiungere potenze fino a 2000 Watt come si può vedere dal grafico che riportiamo in seguito. La V indica la velocità in metri al secondo, di fianco trovate le velocità in Km/h Il rapporto tra Km/h e mt. al secondo è di 3,6 in quanto ci sono 3600 secondi in un ora e 1 Km è = a 1000 metri 3600:1000 = 3,6 Esempio 10 Metri al secondo 10x 3,6 = 36 Km/h

10 Pag. 10 di 16 Come possiamo osservare da questo grafico l energia prodotta arriva a 2000Watt. Se, in base a quanto descritto al capitolo1 abbiamo definito il vento a nostra disposizione, secondo la scala di Beaufort e al grafico sopra, possiamo definire quanto segue: grado 0 a 2 quindi da 0 a 11,3 Km/h la potenza meccanica sarà da 0 a 50 watt 3 quindi da 13 a 20 Km/h la potenza meccanica sarà da 50 a 160 watt 4 quindi da 20 a 30 Km/h la potenza meccanica sarà da 160 a 500 watt 5 quindi da 30 a 40 Km/h la potenza meccanica sarà da 500 a 1000 watt E così via Ricordiamo che il fattore di aumento dipende dall altezza del sito come descritto al punto 1. Dalla potenza meccanica con buona approssimazione possiamo affermare che il rendimento dell energia elettrica è pari all 80% della potenza meccanica prodotta 3. Impatto ambientale del Questa scelta è stata una delle più difficili, in quanto abbiamo appreso dalla legge di Betz che più aumentiamo il diametro delle pale, più aumentiamo la potenza disponibile. Ma chi di Voi monterebbe vicino a casa o sul tetto un con un diametro di 12 mt? E quali sarebbero i costi? Ci siamo quindi affidati al buon senso ed abbiamo cercato di scelgliere una turbina eolica di dimensioni ridotte, con un numero di giri al minuto elevato e non per ultimo meno costosa, che si possa installare su un palo d antenna perché leggera e che sia un po più grande di un antenna parabolica. Inoltre, il materiale utilizzato per la turbina non è metallico quindi non avremo problemi con campi magnetici e non dovremo realizzare un impianto per le scariche atmosferiche. Spero di aver fatto la scelta giusta.

11 Pag. 11 di Costi del Generatore Abbiamo cercato di abbattere i costi il più possibile decidendo però di realizzare questo prodotto da noi in Italia e non all estero, nell intento di trovare manodopera a basso costo e togliendo lavoro al nostro paese perché penso che lavorazioni e manodopera come quella Italiana abbiano ancora qualcosa da insegnare nel mondo (perdonatemi se pecco di vanità ma credo fermamente in quello che io e i miei collaboratori progettiamo e realizziamo). I primi esemplari saranno forniti ad un prezzo di realizzo, anche perché speriamo che il Cliente collaborando con noi ci aiuti al miglioramento del prodotto. L aero è composto dai seguenti partricolari Q. Descrizione Prezzo tot. 1 Generatore elettrico 1 Moltiplicatore di giri 1 Cassetta PWC per la componentistica elettrica 3 Pale eoliche 1 Mozzo completo forato 1 Ogiva a 3 fori 1 Voltmetro 500 V da pannello 72 x 72 1 Amperometro 25A da pannello 72 x 72 Gruppo di fissaggio al palo completo di Cuscinetti e Colletore a 3 anelli per la rotazione a 360 del 3 Portaspazzole 6 Spazzole 5 x 8 1 Alettone per la direzione del vento 1 Copertura del e della parte del colletttore Verniciatura di uno dei 4 colori preferito dal cliente Il Prodotto è come si vede nella fotografia a pagina iva

12 Pag. 12 di Rendita economica del Numero di ore/mese Velocità del vento Esempio di vento in un mese Fattore di correzione del 5% Potenza in watt , , Più di 51 Più di Kw/ore mese Tot 155,70 57 mese 684 anno

13 Pag. 13 di Quanto costa l energia elettrica Per sapere quanto state pagando l energia elettrica, dovete prendere l ultima bolletta che vi ha inviato l ente di distribuzione (Enel) Sulla bolletta troverete i Kw/h consumati nel mese o nel bimestre. Dividete l importo da pagare per il tot dei Kw/h segnati sulla bolletta Porto ad esempio una mia bolletta Enel del 20/02/2006 riferita al Bimestre Dicembre Gennaio Importo da pagare 129,05 Kw/h consumati in 61 giorni 684 Kw/h Se guardo le tariffe applicate variano da 0,0761 per Kw/h a 0,229 per Kw/h Ci sono poi da pagare imposte erariali Addizionali enti locali Iva Quote fisse Componente tariffarie Insomma ho pagato 129,05 per 684 Kw/h Quindi 129,05 : 684 = 0,188 per Kw/h Definiamo adesso il consume medio orario 61 giorni x 24 ore al giorno = 1464 ore 684 Kw : 1464 ore = 0,467 Kw /ora = 467 Watt /ora Ricordiamo che il consumo di energia elettrico in questi due mesi è il più elevato dell anno a causa della scarsa luminosità del periodo e del funzionamento quasi continuo della caldaia di riscaldamento.

14 Pag. 14 di Manutenzione Il eolico non ha manutenzione ordinaria da fare in quanto i cuscinetti sono del tipo autolubrificante i carboncini sul collettore di posizionamento hanno una vita infinita in quanto la rotazione è solo di posizionamento rispetto all aria. Si può prevedere ogni 10 anni la sostituzione dei cuscinetti del moltiplicatore di giri e del elettrico e il rabbocco dell olio del moltiplicatore e eventualmente l ingrassaggio di tutti i cuscinetti. Se si volessero sostituire i cuscinetti presenti nell aero si può ipotizzare una spesa di totale 8. Sfruttare l energia prodotta Questa è forse la parte più complicata da spiegare. Sappiamo che l aero ha un uscita trifase a 240V con una frequenza che varia da 40 a 60 Hz in base alla velocità del vento. Il ha una potenza variabile che dipende sempre dal primo punto cioè dalla potenza del vento che avete disponibile. Ipotizziamo che abbiate un vento da 20 a 30 Km/h In base alla tabella monteremo un da 500W/ora. Questa potenza potrebbe sembrare piccola se facciamo riferimento ai 3000 watt (3Kw) disponibili in un abitazione, ma la troverete molto elevata se calcolate il vs. consumo medio orario sempre dalla bolletta. Per esempio se in due mesi ho consumato 684 Kw/ora potremmo dire che il consumo medio orario è di 684/ 1464 ore che ci sono in due mesi Quindi = 0,467 Kw/ora = 467 watt ora di media A questo punto possiamo dire che i nostri 500 Watt/ora sono sufficienti per far funzionare tutta l abitazione.

15 Pag. 15 di 16 Dopo aver quindi fatto tutte le ipotesi possibili, mi sembra che il metodo più conveniente sia quello di Collegarsi in Parallelo con ENEL Abbiamo a questo punto realizzato un Circuito che controlla il Parallelo e quindi l energia prodotta viene scambiata con l Enel.

16 Pag. 16 di 16 Spero che abbiate trovato in queste poche pagine un aiuto a capire il funzionamento di un piccolo impianto eolico. Ribadisco per l ultima volta (anche perché è l ultima pagina) che il Vento è l unica fonte di energia che abbiamo a disposizione tutti. Spero mi telefoniate per sapere, se non altro, che avete trovato questo progetto interessante Acquistando questo avrete la garanzia di un prodotto che non consuma niente, al contrario di qualsiasi altro elettrodomestico.inoltre il costo sarà ammortizzato nell arco di 1 o 2 anni e dopo avrete energia gratis per sempre. Ci aiuterete inoltre a continuare questi studi e un domani speriamo di poter ottenere energia gratis sia per l illuminazione che per il riscaldamento. Per chi si fosse chiesto com è nato il nome SIRCK del tengo a dire che è composto dai Cognomi di chi ha partecipato a questo progetto, miei collaboratori ma in particolare amici. Sansoldo Cristiana Imberti Mauro Risso Bruno Cesana Paolo Kamberaj Emina Grazie per l attenzione Imberti Mauro