SPECIFICA TECNICA GENERALE

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1 Deltatronic International S.r.l. IDENTIFICATIVO FOGLIO 1 SPECIFICA TECNICA GENERALE TURBINA EOLICA DELTAWIND New 3,0 N REV. DATA DESCRIZIONE DELLA REVISIONE REDAZ IONE 0 16/03/2011 EMISSIONE il documento è costituito da n. 13 fogli

2 FOGLIO 2 INDICE 1. OGGETTO 2. DOCUMENTI DI RIFERIMENTO 2.1. NORME 3. CONDIZIONI AMBIENTALI DI FUNZIONAMENTO 4. DESCRIZIONE DELL AEROGENERATORE DELTAWIND 3,0 4.1 DATI DI PROGETTO 4.2 I SISTEMI DELL AEROGENERATORE DELTAWIND 3, il rotore caratteristiche generali della pala caratteristiche costruttive della pala il mozzo pala il generatore elettrico e linea d asse il telaio e ralla di imbardata l ogiva, la capote e la banderuola il sistema di controllo JACK le condutture elettriche 4.3 FONDAZIONE E TORRE DI SOSTEGNO 4.4 IL COLLEGAMENTO ELETTRICO ALLA RETE 4.5 LE MODALITÀ INSTALLATIVE

3 FOGLIO 3 1. OGGETTO Il presente documento definisce le caratteristiche tecniche dell aerogeneratore DELTAWIND 3,0, in particolare le caratteristiche tecniche generali di: pale generatore elettrico e linea d asse telaio e ralla di imbardata ogiva, capote e banderuola sistema di controllo condutture elettriche 2. DOCUMENTI DI RIFERIMENTO 2.1. NORME Il progetto è conforme alle seguenti Norme: CEI IEC II edizione, Marzo Wind Turbines, part 2: design requirements for small wind turbines ; 3. CONDIZIONI AMBIENTALI DI FUNZIONAMENTO Temperatura -20 / +50 C Umidità fino a 95%

4 FOGLIO 4 4. DESCRIZIONE DELL AEROGENERATORE DELTAWIND 3,0 La turbina eolica DELTAWIND 3,0 è progettata e costruita nello stabilimento della Deltatronic International srl La maggiore potenza istantanea di DELTAWIND 3,0 è resa possibile dall evoluzione del generatore elettrico Meccalte (avvolto su specifica DELTATRONIC) multi-polare a magneti permanenti. I nuovi rotori in alluminio vengono prodotti su linee robotizzate, i cicli automatizzati migliorano la qualità dei particolari realizzando pale con caratteristiche geometriche molto vicine a quelle di progetto e la possibilità di installare rotori perfettamente equilibrati. Il rotore è tripala, con diametro di circa 2,8 metri, con attacco diretto ad un generatore a magneti permanenti, con numero di 16 poli. L orientamento alla direzione prevalente del vento è determinato da un sistema elettro-meccanico basato su intensità e direzione del vento, entrambe rilevate tramite apparato posizionato sulla parte superiore della carenatura; I parametri rilevati vengono trasmessi in tempo reale al controller, il quale media i rilevamenti e decide qual è l angolazione ottimale da tenere, tramite motore elettrico si comanda mediante vite senza fine non reversibile un ingranaggio in ottone auto-lubrifricante che permette di muovere l intero corpo del generatore eolico. Tutte le parti esposte sono situate all interno della carenatura. Le condutture tra navicella e base torre permettono il passaggio della potenza elettrica fino al convertitore di frequenza dc/dc in configurazione isola e dc/dc/ac in configurazione rete. Il passaggio della potenza elettrica alla rete nazionale è possibile tramite l utilizzo di un convertitore di frequenza dc/dc/ac, che presenta un circuito intermedio in corrente continua per permettere di disaccoppiare i valori di tensione e di frequenza a monte e a valle; con immissione in rete in conformità ai valori nominali della stessa rete elettrica. Oltre al collegamento in rete, mediante il sistema di conversione descritto, sono possibili altre architetture di impianto come il collegamento in isola mediante sistema di conversione in moduli dc/dc con accumulo energetico per l alimentazione di utenze isolate.

5 FOGLIO DATI DI PROGETTO linee guida del progetto: 1. L aerodinamica del rotore: profili a maggior rendimento per numeri di Reynolds inferiori a La sicurezza intrinseca: alle alte velocità di vento l intervento di sistemi attivi frena il rotore applicando carichi resistivi ; i sistemi passivi (dove previsti) permettono tramite doppio rotore svincolato di portare meccanicamente in bandiera le pale riducendo l esposizione della superficie al vento. 3. Il contenimento dei livelli di rumore: particolare profilo della pala, e al nuovo altenatore a cassa rotante. 4. Il range di funzionamento : basso valore di cut in è dovuto all utilizzo di profili altamente performanti, inoltre l attacco diretto tra generatore e rotore aumenti ulteriormente l efficienza. 5. Le modalità realizzative delle pale in alluminio: utilizzo della tecnica aeronautica basata sulla realizzazione di un rivestimento sottile rivettato su di un longherone a omega che forma il cassone alare. 6. L ottimizzazione dei rendimenti meccano-elettrici: dovuta (1 ) all utilizzo del generatore sincrono multipolare a magneti permanenti con curva di rendimento quasi costante nel range nominale di funzionamento, (2) alla mancanza del moltiplicatore di giri e (3) ad un sistema di controllo che consente di produrre energia elettrica mantenendo costante il rapporto tra velocità del vento e velocità di rotazione del rotore dati di input del progetto: La turbina eolica DELTAWIND 3,0 è disegnata mediante CAD Le condizioni di calcolo ipotizzate sono: 1. Funzionamento a regime 415 RPM: carichi aerodinamici e centrifughi; 2. Funzionamento in condizioni estreme 600 RPM: carichi aerodinamici e centrifughi; 3. Calcolo modi e frequenze

6 FOGLIO caratteristiche tecniche generali della turbina eolica DELTAWIND 3,0: Potenza nominale: 3,0 kw (@in rete) Numero pale: 3 Materiale pale: Alluminio 6061T6 0,4 Profilo pale: NACA 2412 Diametro rotore: 2,8 m Materiale ogiva, capote, banderuola : resina poliestere, rinforzata con fibre di vetro Peso: 68 Kg Colore: bianco Orientamento: Sopravvento Velocità di avviamento: 2,4 m/s Velocità del vento alla potenza nominale: 12,5 m/s Velocità di sopravvivenza: 27 m/s Controllo di potenza: attivo con controllo dei carichi Controllo sovra-velocità: attivo/passivo Regolazione imbardata: attivo, elettro-meccanico con vite senza fine non reversibile Velocità di rotazione: fino a 600 rpm Generatore elettrico: multipolare a magneti permanenti Tensione di uscita: 330 Vca la curva di potenza di DELTAWIND 3,0 curva di potenza Watt-m/s 3kW Watt-Rpm 3kW Watt-m/s 3kW 1500 Watt-Rpm 3kW

7 SG-DT Rev. 0 FOGLIO I SISTEMI DELL AEROGENERATORE DELTAWIND 3, il rotore Il rotore di DELTAWIND New3,0 è costituito da n 3 pale, con profili NACA 2412 Le pale sono realizzate in alluminio 6061 T6 Esse hanno la funzione di catturare l energia del vento e trasformarla in energia meccanica di rotazione; l utilizzo di profili aerodinamici consente di ottimizzare i rendimenti; in particolare, le pale in oggetto presentano profili alari della classe NACA 2412, scelti per essere utilizzati in un regime aerodinamico a bassi numeri di Reynolds (Re < 106) La scelta di realizzare la pala in alluminio è dettata da: Ottimizzazione delle prestazioni aerodinamiche Ottimizzazione dei pesi, quindi minor carichi centrifughi; Ottimizzazione della vita a fatica. Le pale sono progettate per un funzionamento dell aerogeneratore DELTAWIND 3,0 così definito: 1. velocità nominale di rotazione 415 RPM; 2. velocità massima di rotazione 600 RPM; 6. spinta nominale pari a 3453N; 7. spinta massima pari a N caratteristiche generali della pala Air foil: NACA 2412 Connessione al mozzo: Attacco a omega con 6 bulloni inox M6 Lunghezza: 135 cm Corde max / min: 170 /88 mm Twist: (5 ) Peso: 1200 g Colore: naturale alluminio satinato Rotazione: oraria (vista di fronte) Orientamento: sopravvento

8 FOGLIO caratteristiche costruttive della pala La pala è composta da: N. 1 rivestimento tagliato e piegato a controllo numerico in alluminio 6061 T6 0,4 mm N. 1 longherone tagliato e piegato a controllo numerico in alluminio 6061 T6 1,6 mm N. 3 chiusure in plastica termoformata ( tip, radice bordo d uscita, radice bordo d entrata) il mozzo pala La trasmissione della coppia meccanica dal rotore eolico al generatore elettrico avviene con l attacco delle pale ai mozzi, posti a 120 tra loro. I tre mozzi, realizzati in alluminio, sono collegati meccanicamente al rotore del generatore.

9 FOGLIO il generatore elettrico e linea d asse La turbina eolica DELTAWIND 3,0 presenta un generatore elettrico sincrono multipolare a magneti permanenti che consente l attacco diretto al rotore. Le caratteristiche tecniche generali sono le seguenti: - Potenza attiva nominale continuativa a 415 rpm è di 3,0 kw (@in rete) - Coppia continuativa nominale 57,29 Nm - Velocità nominale 415 rpm - Numero di poli 16 - Numero di fasi 3 - Rendimento nominale (@74,32 Nm, 415 rpm) 93,0% La geometria del generatore è caratterizzata dalla presenza di uno statore resinato, solidale al telaio, e da n. 1 campana, che rappresenta il rotore. Sulla faccia interna della campana sono alloggiati i magneti permanenti, in Nd-Fe-B. Il rotore esterno è solidale con il mozzo della turbina, il rotore è meccanicamente collegato attraverso la linea d asse, realizzata con un albero in acciaio inox, rettificato. L interfaccia tra parte fissa, solidale al telaio, e parte mobile, solidale alle pale, è garantita da n. 2 cuscinetti SKF, di cui uno a doppia corona per reggere la spinta assiale e l altro a corona singola orientabile il telaio Una struttura in acciaio trattato con cataforesi e costituisce il telaio della turbina DELTAWIND New3,0. Uno squadro in acciaio saldato permette l interconnessione con il generatore elettrico. Il supporto di connessione al palo avviene tramite un tubo in acciaio con diametro esterno del piattello di ancoraggio 140mm di diametro. Il meccanismo di orientamento è ricavato tramite motore elettrico che agisce su vite senza fine di tipo non reversibile che a sua volta è connessa a una corona in ottone auto-lubrificante.

10 0 FOGLIO l ogiva e la capote L ogiva e la capote sono realizzate in resina poliestere rinforzata con fibre di vetro E. L ogiva ha il compito di proteggere tutte le parti rotanti La capote copre la struttura del telaio e la componentistica presente. L ogiva, solidale con il rotore, e la capote, solidale con il telaio, sono distanziate di circa 20 mm lungo tutta la circonferenza, per evitare interferenze e consentire l uscita dell aria calda il sistema di controllo JACK05 Il controllo della turbina eolica JACK05 è ubicato a terra e in ingresso riceve informazioni sulla velocità del vento, vibrazioni, frequenza alternatore. Ad esso,oltre all aerogeneratore e l anemometro, sono connessi i carichi resistivi di emergenza, le batterie (configurazione in isola), l inverter da rete ( configurazione in rete) La strategia di controllo si può sintetizzare nel modo seguente: 1. Ottimizzazione dei rendimenti aerodinamici nel range nominale di funzionamento con un rapporto C-ω (coppia-velocità) predefinito 2. Prelievo dell energia prodotta in funzione dei giri/ vento ai fini dell ottimizzazione del rendimento 3. controllo della sovravelocità (overspeed) attraverso la connessione di cariche resistivi fino all inclinazione naturale (molla a gas calibrata) di tutto l aerogeneratore I suoi componenti, consentono di mantenere il valore della velocità angolare sempre inferiore a 900 rpm, per valori della velocità del vento fino a 24, m/s. 4. In parallelo al sistema di sicurezza prima descritto, è prevista una frenatura elettrica implementata nell inverter di base torre, esso interviene per sovravelocità, in particolare, il generatore sincrono della turbina DELTAWIND New3,0 consente la possibilità di essere sovraccaricato fino a 5 volte la coppia nominale per 30 secondi. Per attuare questa frenatura, viene disconnesso dall inverter e connesso ad un sistema di resistenze zavorra. Sono previsti n. 2 step di inserimento di resistenze di differente valore attraverso un PWM che consentono una frenatura dolce ( 8 secondi) della turbina fino al corto circuito su contatti di un relè normalmente eccitato, quindi anche in totale assenza di alimentazione il generatore resta frenato.. In queste condizioni con l aumentare dei valori della velocità del vento, la turbina presenta valori di coefficiente di potenza aerodinamica sempre più bassi, il sistema si mantiene in condizioni di stallo e quindi di sicurezza intrinseca..

11 FOGLIO le condutture elettriche VEDERE MANUALE D INSTALLAZIONE 4.3 FONDAZIONE E TORRE DI SOSTEGNO La turbina viene installata su sostegni con altezze standard di 18/24 metri; le caratteristiche tecniche dei sostegni e delle relative fondazioni sono esposte in specifici documenti progettuali. La torre di sostegno è dimensionata in base alle sollecitazioni trasmesse dalla turbina DELTAWIND New3,0 e dall azione del vento agente lungo tutto lo sviluppo della stessa. Il dimensionamento è congruente alle seguenti norme: D.M. LL.PP. 09/01/1996 (G.U. 05/02/1996 n. 29 suppl. ord. n. 19) (Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche) D.M. LL.PP. 16/01/1996 (G.U. 05/02/1996 n. 29 suppl. ord. n. 19) (Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi ) Circ. del Ministero dei LL.PP. 04/07/1996 n. 156AA.GG./STC. (G.U. 16/09/1996 n.151)

12 FOGLIO 12 (Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al decreto ministeriale del 16/01/1996) D.M. 14/01/08 Norme tecniche per le costruzioni Eurocodice 3 Progettazione delle strutture in acciaio: parte 1-1 regole generali e regole per gli edifici Eurocodice 3 Progettazione delle strutture in acciaio: parte 31-1 torri, pali e ciminiere-torri e pali Ai fini della stabilità, la turbina necessita di un ancoraggio al terreno mediante la realizzazione in opera di un plinto in conglomerato cementizio armato. Il plinto viene dimensionato in base ai carichi trasmessi dalla turbina e dalla torre di sostegno e verificato in fase esecutiva sulla base delle caratteristiche geotecniche del sito. Il dimensionamento viene effettuato in conformità alle seguenti norme: D.M. LL.PP. 09/01/1996 (G.U. 05/02/1996 n. 29 suppl. ord. n. 19) (Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche) D.M. LL.PP. 16/01/1996 (G.U. 05/02/1996 n. 29 suppl. ord. n. 19) (Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi ) Circ. del Ministero dei LL.PP. 04/07/1996 n. 156AA.GG./STC. (G.U. 16/09/1996 n.151) (Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al decreto ministeriale del 16/01/1996) 4.4 IL COLLEGAMENTO ELETTRICO ALLA RETE VEDERE MANUALE D INSTALLAZIONE E MANUALE INVERTER

13 FOGLIO LE MODALITÀ INSTALLATIVE Di seguito si riporta una sintesi delle attività necessarie per l installazione di una turbina eolica DELTAWIND 3,0. - realizzazione dello scavo e del plinto, almeno 28 gg prima dell installazione e contestuale installazione della gabbia di tirafondi - predisposizione, nello scavo, per il passaggio delle condutture elettriche, dalla base torre verso l esterno (tubazione in pvc flessibile, diam.=80 mm) - montaggio a terra dei conci di torre - posa della torre sulla piastra di base, annegata nel plinto - posa delle condutture elettriche con un estremo vincolato alla testa torre e l altro in uscita dal cavidotto - montaggio a terra delle pale, con pale in bandiera e angolo di calettamento - montaggio della ralla di imbardata sulla torre - montaggio della navicella sulla ralla di imbardata - vincolo meccanico delle condutture alla navicella - collegamenti elettrici a bordo del dispositivo elettrico di interfaccia a base torre Mezzi necessari: VEDERE MANUALE D INSTALLAZIONE