Energy Italy Spa via Ca Balotta, Affi (VR) REGIONE MARCHE PROVINCIA DI PESARO E URBINO. Comune di Fano. Sig.

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1 REGIONE MARCHE PROVINCIA DI PESARO E URBINO Comune di Fano Sig. Simoncini Sauro Impianto minieolico di potenza nominale pari a 55 kw Località Caminate Comune di Fano Foglio 90 Particella 69 PROGETTO DEFINITIVO Ing. Roberto Stella 1

2 INDICE 1- PREMESSA 2- CARATTERISTICHE DELL IMPIANTO 2.1 Descrizione dell impianto 2.2 Aerogeneratore 3- OPERE CIVILI 3.1 Fondazione aerogeneratore 3.2 Viabilità e piazzole 3.3 Locale tecnico 3.4 Valutazione volume complessivo scavi 4- OPERE ELETTROMECCANICHE 4.1 Schema elettrico 4.2 Cavidotto 4.3 Impianto di messa a terra 4.4 Sistema di controllo e monitoraggio 5- ELABORATI DI PROGETTO 2

3 1- PREMESSA La presente relazione tecnica generale descrive le opere elettromeccaniche e civili necessarie per l installazione di un generatore mini-eolico di potenza pari a 55 kw da ubicarsi nel comune di Fano in C.da Caminate. L iniziativa del Proponente (Sig. S. Simoncini) nasce nell ambito della produzione di energia elettrica da fonti alternative/rinnovabili, contribuendo, in questo modo, per quanto fattibile nelle proprie possibilità, al soddisfacimento delle esigenze di energia pulita e sviluppo sostenibile invocate dal Protocollo Internazionale di Kyoto del 1997 e dal Libro Bianco italiano scaturito dalla Conferenza Nazionale Energia e Ambiente del La produzione di energia elettrica avviene attraverso una macchina elettromeccanica, chiamata turbina, che trasforma l energia cinetica del vento in energia elettrica. Si tratta quindi di un processo che non richiede alcun altro tipo di combustibile fossile e che perciò non produce emissioni in atmosfera dannose per l uomo e/o l ambiente. Tutta l energia elettrica prodotta verrà immessa nella rete elettrica nazionale e sarà immediatamente disponibile per le utenze che ne avessero necessità. L impianto sarà installato su terreno agricolo nel comune di Fano, censito in catasto al foglio n. 90 part. 69 di proprietà del Sig. Simoncini Sauro (si consultino le tavole di progetto E1-E2-E3). 2- CARATTERISTICHE GENERALI 2.1 Descrizione dell impianto L impianto in oggetto è costituito da una turbina mini-eolica, o aerogeneratore, di potenza pari a 55 kw, e da un locale tecnico per l alloggio delle apparecchiature, dei quadri elettrici e dei misuratori di energia prodotta/scambiata. Quest ultima viene immessa nella rete elettrica nazionale tramite un collegamento alla rete BT di ENEL Distribuzione SpA esistente in sito. L azione di spinta del vento innesca la rotazione delle pale della turbina che sono collegate, mediante un albero, al generatore elettrico. Il motore elettrico, assieme alle altre componenti elettroniche di gestione e controllo della macchina, sono poste all interno della navicella collocata all apice della torre tubolare di sostegno. 3

4 Il diametro del rotore costituito dalle pale è di 16 m, l altezza del mozzo di rotazione è di 24 m dal piano di campagna. Sia le pale che l involucro protettivo della navicella sono realizzate in fibra di vetro rinforzata. La torre è sarà realizzata in acciaio zincato di diametro variabile lungo l altezza e di spessore idoneo a sostenere i carichi statici e dinamici trasferiti dalla navicella. E previsto l assemblaggio in sito di tre conci di lunghezza tale da garantire l altezza di progetto. La fondazione della turbina sarà del tipo superficiale in cemento armato gettato in opera a pianta quadrata di 5,00 x 5,00 m con profondità di m 2,00 dal piano di campagna. In prossimità della torre sarà installato il locale tecnico per l alloggio delle apparecchiature, dei quadri elettrici e dei misuratori di energia prodotta/scambiata dalla turbina, così come si evince dalla tavola di progetto E4. L impianto sarà collegato alla rete elettrica pubblica di ENEL Distribuzione Spa esistente sul sito. È stata posta particolare attenzione all adozione di idonee misure per ridurre la visibilità delle opere civili (fondazione, cavidotti di collegamento). Il cavidotto a bassa tensione sarà interrato (fino al punto di consegna- misuratore energia prodotta/scambiata); la fondazione sarà interrata rispetto alla quota di campagna e la superficie superiore sarà ricoperta con materiale inerte di risulta rinveniente dallo scavo precedentemente realizzato. La torre di sostegno è di tipo tubolare di materiale metallico e di colorazione bianco-grigia. Il rotore, invece è costituito da tre pale in vetroresina. La presenza sul territorio di un impianto minieolico per la produzione di energia elettrica, può costituirsi quale emblema rappresentativo di sviluppo sostenibile, concretizzando una garanzia del rispetto delle risorse ambientali nel loro complesso. Le caratteristiche tecniche dell impianto permettono di stimarne la vita utile in circa 30 anni, trascorsi i quali verrà dismesso e lo stato dei luoghi sarà ripristinato. 2.2 Aerogeneratore L aerogeneratore in progetto, marca Ergowind, modello KGE 55 KT 1, ha una potenza nominale di 55 kw. Trattasi di una macchina ad asse orizzontale in cui il sostegno (torre tubolare) porta alla sua sommità la gondola (o navicella), costituita da un basamento e da un involucro esterno. 4

5 All interno di essa sono contenuti l albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l albero veloce, il generatore elettrico ed i servizi ausiliari. All esterno della gondola, all estremità dell albero lento, è montato il rotore, costituito da un mozzo in acciaio, su cui sono applicate le tre pale in vetroresina. La gondola è in grado di ruotare (nel piano d appoggio costituito dal basamento, di 360 ) allo scopo di mantenere l asse del rotore sempre parallelo alla direzione del vento (imbardata). E bene precisare che la rotazione è attiva, nel senso che l anemometro di cui è dotata la navicella rileva velocità e direzione del vento e i sistemi elettronici di controllo ottimizzano l orientamento della navicella. Opportuni cavi convogliano al suolo l energia elettrica prodotta e trasmettono i segnali necessari per il funzionamento. Il generatore eolico KGE 55 KT 1 è accoppiabile direttamente alla rete (tramite l opportuno sistema di interfaccia richiesto dall ente distributore di energie elettrica) senza interposizione di inverter (in modo da evitarne le perdite) e ridurre le probabilità di guasto dell elettronica. Il sistema standard adotta una torre di sostegno gestita da un sistema idraulico di sollevamento al fine di creare notevoli vantaggi sia per quanto concerne l installazione che la manutenzione (non occorre la gru per l elevazione o l abbattimento della torre e in caso di manutenzione è possibile accedere al generatore abbassando la torre in autonomia totale). I tempi necessari per la salita e la discesa del generatore sono di circa 20 minuti. Sono previsti tre diversi livelli di sicurezza attiva e passiva, tramite freno a disco oleodinamico ad azionamento positivo, freno magnetico ad azionamento manuale e automatico e sicurezza passiva assicurata da appendici aerodinamiche azionate da forza centrifuga applicate sulle pale. Quest ultimo sistema di limitazione della velocità rotorica garantisce una frenatura indipendente da tutta l elettronica, ed inoltre ha tre livelli di sicurezza in quanto ogni pala ha una sua appendice indipendente dalle altre. L imbardata è servita da una ralla compatta a vite senza fine di produzione tedesca. Questo sistema garantisce un elevata coppia di rotazione ed allo stesso tempo efficienza di blocco in fase di funzionamento. La motorizzazione idraulica introduce vantaggi in termini di performance e agevola le opere di manutenzione. Tutte le funzioni di controllo e comando sono assolte da un sistema programmato a PLC interno al quadro elettrico in dotazione. Il PLC adottato è di produzione giapponese di alta qualità. Inoltre, l aerogeneratore in progetto è dotato di un sistema di telecomunicazione tramite rete GPRS che è in grado di trasmettere a distanza i dati relativi ai parametri di funzionamento del generatore ed i dati di produzione elettrica in tempo reale. 5

6 La Tabella 1 riassume le principali caratteristiche tecniche dell aerogeneratore. Tabella 1 Principali caratteristiche tecniche dell aerogeneratore Si è previsto, quale sostegno per l aerogeneratore, l utilizzo di una torre tubolare in acciaio zincato ad alta resistenza, di altezza di 24 metri e con diametro variabile. Lo spessore dell acciaio della torre è calcolato per resistere alle azioni statiche e dinamiche esterne così come indicato nel D.M. 14/01/ OPERE CIVILI Le opera civili strettamente afferenti la realizzazione dell impianto eolico possono suddividersi come segue: 1- Fondazione aerogeneratore; 2- Viabilità e piazzole; 3- Locale Tecnico. 3.1 Fondazione aerogeneratore Si realizzerà una fondazione di tipo diretto, costituita da un plinto in cemento armato a base quadrata delle dimensioni m. 5,00 x 5,00 x 2,00 m. Lo scavo complessivo per motivi di 6

7 sicurezza e utilità lavorativa sarà di dimensioni 10 x 10 x 2,15 m, tenendo conto di uno strato alla base del plinto di 15 cm composto da magrone. Sul fondo dello scavo verrà posto anche uno strato di geotessuto filtrante per drenaggi. Terminata la realizzazione del basamento lo scavo verrà completamente coperto con lo stesso materiale rimosso. Le verifiche di stabilità del terreno e delle strutture di fondazione sono state eseguite con i metodi ed i procedimenti della geotecnica, tenendo conto delle massime sollecitazioni che la struttura trasmette al terreno. Si faccia riferimento alla Relazione Geologica/Geotecnica/Idrogeologica. 3.2 Viabilità e piazzole L accesso al sito è previsto tramite una strada interpoderale esistente e un tratto stradale dello stesso tipo di nuova realizzazione. All interno della particella catastale di ubicazione e nelle particelle catastali contigue è previsto un tratto stradale di nuova realizzazione (di larghezza di m 3,00, posta alla stessa quota del piano di campagna, e costituita da uno strato di circa 10 cm di materiale inerte non bituminoso naturale arido proveniente da cava per la regolarizzazione del piano viabile). 3.3 Locale tecnico Il locale tecnico è realizzato in legno con impermeabilizzanti idonei a garantire un adeguata protezione contro le infiltrazioni d acqua per capillarità. La copertura è impermeabilizzata tramite guaina catramata. Il locale tecnico in questione avrà dimensioni esterne L 3000 x P 3000 x H 3000 mm. Le dimensioni d ingombro consentono il trasporto senza scorta o permessi speciali. All interno, saranno inseriti: - Quadro di controllo e comando dell aerogeneratore; - Quadro di collegamento alla rete BT; - Centralina freno; - Centralina imbardata; - Batterie 12 V 100 Ah. I particolari del locale tecnico sono meglio specificati nella tavola di progetto di dettaglio E4. 7

8 Il basamento sarà realizzato tramite uno strato di cemento armato di 50 cm, di cui 20 cm rialzati rispetto al piano di campagna, per scongiurare il rischio di allagamento in seguito all esondazione del vicino fiume Metauro. 3.4 Valutazione del volume complessivo netto degli scavi La valutazione della volumetria netta (per la realizzazione delle opere è necessario un volume di scavo superiore, ma che viene poi colmato con lo stesso materiale escavato) degli scavi e dei materiali non può che partire dall analisi degli scavi da eseguire: - scavo plinto 10,0 x 10,0 x 2,15 = 215 m3 - scavo basamento locale tecnico 3,00 x 5,20 x 0,40 = 6,24 m3 per un totale di 221,24 m3 di terreno movimentato. Il cemento armato utilizzato/messo in opera avrà il seguente volume: - plinto 5,00 x 5,00 x 2,00 = 50,00 m3 - basamento locale tecnico 2,84 x 5,00 x 0,50 = 7,10 m3 per un totale di 57,10 m3. Sul fondo dello scavo verrà posizionato dapprima uno strato di geotessuto filtrante e drenante, dopodiché uno strato di circa 20 cm di magrone, che in totale occuperà un volume di circa 8 m3. Tutto il materiale di risulta verrà utilizzato nella stessa particella di ubicazione dell impianto. Sarà sparso e/o utilizzato nel miglior modo possibile per la sistemazione del terreno circostante nel pieno rispetto della normativa vigente in materia di terre e rocce da scavo (si consulti lo SIA). 8

9 4- OPERE ELETTROMECCANICHE 4.1 Schema elettrico Lo schema elettrico, così come riportato nella tavola di progetto E5, dell impianto è composto dal generatore a magneti permanenti, il quale ha lo scopo di produrre energia elettrica in BT a partire dal movimento rotatorio impresso dalle pale della turbina. Il generatore è collegato medianti cavi in rame del tipo Fg7OR di sezione di 50 mmq alla rete elettrica nazionale. Verrà installato, inoltre, un quadro di gestione e controllo dell impianto che comprende un controller elettronico che gestisce l imbardata ed i sistemi di protezione della macchina. Il quadro sarà dotato di un interruttore tripolare In 4 x 125 A per permettere il distacco dell impianto. All interno del quadro sarà installato, inoltre, un dispositivo di interfaccia così come richiesto dalla norma CEI 0-21, il quale avrà il compito di controllare i valori di tensione e di frequenza della corrente immessa in rete e di effettuare automaticamente il distacco dell impianto se i valori analizzati si discostano dalle soglie previste. Il dispositivo di interfaccia agirà su un contattore automatico e richiuderà il circuito elettrico ogni volta che i parametri di rete rientreranno nei limiti. Tramite un cavo il generatore sarà collegato al punto di allaccio alla rete elettrica (ENEL Distribuzione SpA) dove vi sarà installato un dispositivo generale (interruttore tripolare In 4 x 125 A) per effettuare il sezionamento di tutto l impianto ed il contatore dell energia prodotta ed immessa in rete. A valle del contatore un cavo sarà collegato alla linea di ENEL Distribuzione SpA esistente. 4.2 Cavidotto L energia prodotta dall aerogeneratore viene trasportata fino al punto di consegna (ENEL Distribuzione SpA, misuratore energia prodotta/scambiata), ubicato all interno del vano tecnico, dove viene immessa sulla rete elettrica nazionale. Il trasporto dell energia in BT avviene mediante cavi interrati posati all interno di cavidotti corrugati in PEAD. 9

10 4.3 Impianto di messa a terra L aerogeneratore, la cabina quadri, le strutture metalliche, ivi comprese le armature delle fondazioni verranno messe a terra tramite un anello realizzato con corda di rame da 50 mmq e con dispersori a puntazza. Il collegamento delle apparecchiature elettriche e dei componenti metallici al dispersore avverrà tramite dei collettori generali di terra cui fanno capo i conduttori di protezione delle singole apparecchiature. Tutto l'impianto dovrà essere realizzato in conformità alle Norme CEI Sistema di controllo e monitoraggio Il sistema di gestione, controllo e monitoraggio dell impianto è provvisto di un interfaccia uomo-macchina costituita da un sistema informatico installato in sito nel locale quadri. Il sistema informatico consente principalmente di avere uno strumento di supervisione e controllo su tutte le apparecchiature elettriche e meccaniche componenti la centrale e di prevenire ogni loro malfunzionamento garantendo funzionalità ed efficienza all impianto. 5- ELABORATI DI PROGETTO Sono parte integrante della presente relazione i seguenti elaborati di progetto: E1 Inquadramento del sito di ubicazione - scala 1: E2 Overlay della planimetria generale di progetto all ortofoto del volo comunale (2007) - aerea scala 1:2.000 E3 Planimetria generale di progetto su base catastale - scala 1:2.000 E4 Tavola di dettaglio del plinto di fondazione e del vano tecnico - scala 1:100 E5 Planimetria generale di progetto su base catastale riportante le distanze dai confini di proprietà - E6 Schema elettrico unifilare E7 Tavola di dettaglio dell aerogeneratore 10

11 55kW Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE INQUADRAMENTO DEL SITO DI UBICAZIONE SCALA 1: DISEGNO E1

12 STRADA ESISTENTE 88,00 m 64,00 m STRADA DI ACCESSO nuovo manto in ghiaia 36,00 m vedere particolare disegno E4 PUNTO MANUTENZIONE NAVICELLA TOTALE LUNGHEZZA NUOVA STRADA --> 188 metri LARGHEZZA CARREGGIATA ---> 3 metri STRADA ESISTENTE STRADA DI ACCESSO nuovo manto in ghiaia Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE OVERLAY PLANIMETRIA GENERALE DI PROGETTO ALL'ORTOFOTO SCALA 1:2000 DISEGNO E2

13 STRADA ESISTENTE 88,00 m 64,00 m STRADA DI ACCESSO nuovo manto in ghiaia 36,00 m vedere particolare disegno E4 PUNTO MANUTENZIONE NAVICELLA TOTALE LUNGHEZZA NUOVA STRADA --> 188 metri STRADA ESISTENTE STRADA DI ACCESSO nuovo manto in ghiaia Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) PLANIMETRIA GENERALE DI PROGETTO SU BASE CATASTALE SCALA 1:2000 FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE DISEGNO E3

14 Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE TAVOLA DI DETTAGLIO DEL PLINTO DI FONDAZIONE E DEL VANO TECNICO SCALA 1:100 DISEGNO E4 LEGENDA SIMBOLI : "Q.P.": Quadro elettrico parallelo rete "Q." : Quadro Macchina "C.F." : Centrolina Freno n 1 uscita "C.I." : Centralina Imbardata n 3 uscite "B12V" : Batteria 12V 100Ah 1 : Passaggio cavi elettrici (potenza e segnali) 2 : Passaggio tubi idraulici 3 : Passaggio cavi da Quadro Macchina a Contatore VISTA FRONTALE 3 m C.I. C.F. 3 m 2,5 m 5 m VISTA FRONTALE SCALA 1:100 1,3 m Q.P. B.12V B.12V Q CASETTA IN LEGNO utilizzata come vano tecnico DIMA m CASETTA IN LEGNO utilizzata come vano tecnico pendenza 5% 3 m 0,9 m PALO 0,5 m PLINTO DI FONDAZIONE 5,0 x 5,0 x 2,0 metri PLINTO DI FONDAZIONE 5,0 x 5,0 x 2,0 metri 2 m 5 m 7,84 m

15 22 m PROPRIETA' vedere particolare disegno E4 PROPRIETA' PROPRIETA' ALTRA PROPRIETA' 20 m PROPRIETA' ALTRA PROPRIETA' ALTRA PROPRIETA' STRADA DI ACCESSO nuovo manto in ghiaia Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) PLANIMETRIA DI PROGETTO RIPORTANTE LE DISTANZE DAI CONFINI DI PROPRIETA' FUORI SCALA FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE DISEGNO E5

16 QUADRO ELETTRICO PARALLELO RETE CARICHI AUSILIARI marca ERGO WIND modello KGE 55KT1 Potenza : 55kW Tensione : 400 V Corrente : 88,31 A Frequenza : 50 Hz G Cavo FG7 4(3x50+1x25)mm2 In= 125A 100A gg UPS In= 125/0,3A con bobina lancio di corrente per la funzione di rincalzo Cavo FG7 4(3x50+1x25)mm2 100A gg MISURATORE ENERGIA SCAMBIATA tipo marca SEM modello 7381/TT tipo marca SEM modello 7381/TT RETE ENEL PROTEZIONE DI INTERFACCIA marca THYTRONIC s.p.a. modello NV10P Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Cà Balotta Affi (VR) FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE SCHEMA ELETTRICO UNIFILARE FUORI SCALA DISEGNO E6

17 Ing. Roberto Stella - Energy Italy Spa Via Ca' Balotta, Affi (VR) FOGLIO 90 - PARTICELLA 69 COMUNE DI FANO LOCALITA' CAMINATE TAVOLA DI DETTAGLIO FUORI SCALA DISEGNO E7 PROSPETTO LATERALE TORRE EOLICA PROSPETTO FRONTALE TORRE EOLICA DATI TECNICI TURBINA Diametro : 16 m Velocità di Rotazione : 60 giri /min Torre : 24 m Velocità vento di avvio : 3 m/s Velocità vento nominale : Velocità vento di arresto : 25 m/s LEGENDA: 1 - Gondola o Navicella 2 - Sostegno tubolare in acciaio 3 - Mozzo / Rotore 4 - Pale 5 - Fondazioni H - Altezza