Competere e convincere a 0,19

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1 Competere e convincere a 0,19 Luca Miotti CEO Ren Electron Srl Novembre 2016

2 ABOUT US Ren Electron Produttore di turbine eoliche di piccola e media taglia tra i 20 e i 300 kw, con particolare cura degli aspetti progettuali legati agli output prefissati

3 STATO DELL ARTE L attuale normativa vigente prevede da Giugno 2017 una riduzione degli incentivi su taglie da 60 kw di circa il 30%. In media una turbina eolica da 60 kw con un rotore di circa 20 m di diametro prevede una produzione a 6 m/s di vento medio di circa kwh in un anno, il che con le attuali tariffe (0,268 /kwh) il rientro dell investimento in 6-8 anno a seconda del costo totale dell investimento. L attuale situazione, con l installazione di una macchina affidabile e ad elevato rendimento, comporta un rientro dell investimento (BEP) di circa 6-8 anni a seconda del costo totale dell investimento. La riduzione dell incentivo a 0,19 /kwh pone tutte le realtà produttive di questo settore davanti ad una sfida difficile da affrontare. Nell affrontare l argomento possiamo solo descrivere la nostra Personale e quali ragionamenti ci hanno spinto ad Intraprendere una strada anziché un altra. Ad ogni modo la riduzione dell incentivo è una sfida ardua Che comporta un approccio analitico alle varie fasi facenti Parte la realizzazione di un prodotto tecnologico

4 LOGICA DI PROGETTAZIONE DESIGN CONCEPT Abbiamo fatto partire la progettazione al contrario: 1.La macchina è esistente 2.Si conoscono le caratteristiche tecniche della macchina e delle performance 3.Si conosce la disponibilità e gli interventi di manutenzione richiesti (nei mesi di installazione abbiamo superato abbondantemente il 95% di disponibilità). In questo caso siamo costretti a partire da un metodo di progettazione inversa: Output economici e business plan del cliente tipo che investe in una turbina da 60 kw da Giugno 2017 in poi A seguito di queste considerazioni gli obiettivi tecnico-progettuali: a.performance della macchina b.innalzamento della disponibilità della stessa c.abbattimento relativo dei costi Per far si che tutto questo possa accadere è necessario concentrarsi sulla progettazione aerodinamica del rotore e sulle dinamiche di controllo della potenza della macchina.

5 LOGICHE DI CONTROLLO CONTROL CONCEPT Per quel che concerne le logiche di controllo di potenza sappiamo tutti che le possibilità sono: 1.passo variabile 2.stallo passivo 3.stallo attivo Lo stallo passivo non è altro che un fenomeno fisico,;settare la giusta coppia resistente del gearbox comporta l'ottenimento del risultato, ossia la limitazione della potenza a 60 kw. Il passo variabile in media potrebbe comportare un'incidenza importante sui costi ovviamente volendo progettare la macchina seriamente con le singole pale gestite da un singolo sistema di controllo del pitch. Diciamo che l'aumento relativo rispetto al costo della macchina potrebbe aggirarsi intorno al % e ovviamente dovendo affrontare la riduzione degli incentivi, questo aumento dei costi non sarebbe giustificato specie considerando che si otterrebbe una produzione si più stabile, ma il miglioramento delle performance non comporterebbe un miglioramento dei benefici rispetto ai costi. Lo stallo attivo è un sistema misto che funziona fondamentalmente come un pitch variabile ma con logica al contrario quindi valgono le considerazione fatte sopra. LO STALLO PASSIVO RESTA DUNQUE L'UNICA STRADA PERCORRIBILE PER IL BASSO IMPATTO ECONOMICO E L'AFFIDABILITA' DI UN FENOMENO FISICO.

6 LOGICHE DI CONTROLLO RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEL CONFRONTO TRA I VARI SISTEMI DI CONTROLLO CONFRONTO TEORICO CONFRONTO REN WIND 60_30

7 AERODINAMICA DEL ROTORE Macchine Tripala: Sono la tipologia dominante sul mercato, sono preferibili in termini di prestazioni, in termini stabilità dinamica del rotore ed in termini di impatto visivo. Infatti, a parità di potenza (stesso diametro) una macchina tripala ruota più lentamente di un bi o mono pala generando meno fastidio alla vista e minor rumore. Macchine Bipala: Presentano problemi al carico dinamico poiché quando la pala superiore sopporta il massimo carico, quella inferiore è sottoposta al minimo carico, subendo anche l effetto di schermo della torre. Per questo devono dotarsi della tecnologia teetering hub. Ruotano a velocità più alta del tripala generando maggiore impatto visivo e sonoro. Si risparmia il costo di una pala. Macchine Monopala: Presentano tutti i problemi del bipala, sia di carico dinamico che di impatto ambientale, avendo una velocità di rotazione ancora maggiore di questo tipo di rotore. Si risparmia il costo di due pale ma è necessario inserire un contrappeso

8 AERODINAMICA DEL ROTORE L'aereodinamica del rotore è, come in tutte le macchine eoliche, il fulcro della progettazione; la scelta dei profili aerodinamici, della lunghezza della pala e delle altre caratteristiche geometriche comporta l'ottenimento dei risultati sperati dal punto di vista delle performance oltre che (aspetto fondamentale) dal punto di vista dei carichi trasmessi sulla parte restante della macchina. Questo ultimo aspetto ci consente di dimensionare in maniera opportuna gli altri componenti della macchina (torre, navicella in genere).

9 CONFRONTO SOLLECITAZIONI AL ROTORE La valutazione delle sollecitazioni che una turbina eolica subirà durante il suo ciclo di vita è una scienza complicata e prevede valutazioni aerodinamiche, aeroelastiche, strutturali e dinamiche; tantissime condizioni di carico devono essere considerate ed utilizzate. Lo standard IEC è quello che comunemente viene utilizzato. In particolare riassumiamo di seguito alcune condizioni di carico: 1. Power production 2. Power production plus occurrence of fault 3. Normal shut down 4. Emergency or manual shut down 5. Parked (standing still or idling) 6. Parked and fault condition 7. Transport, assembly, maintenance and repair La valutazione comparativa viene effettuata tra REN WIND 14.3m on a rotor with 30 m diameter: m2 V m on a rotor with 27 m diameter: m2 Da notare che il rotore REN WIND ha un area del 23,4% più grande rispetto alla V27. I risultati risultano essere I seguenti: Table Extreme blade root flap moment and thrust BLADE ROOT FLAP (KNM) 266,0 PER REN E 265 PER V27 THRUST (KN) 119,8 PER REN E 123,3 PER V27 Come è facile notare, nonostante il rotore sia di maggiori dimensioni, le pale REN WIND consentono di avere carichi estremi dimensionanti assolutamente paragonabili alla V27, il che comporta la possibilità di dimensionare tutti i componenti della macchina per evitare un aumento eccessivo dei costi.

10 WIND FARM ITA OPPORTUNITIES BREAK EVEN POINT REN WIND 60_30 V [m/s] AEP incentivo Giugno 2017 incentivo da Luglio 2017 introito annuo Giugno 2017 introito annuo da Luglio , ,268 0, , , ,268 0, , ,3 5, ,268 0, , , ,268 0, , ,51 6, ,268 0, , , ,268 0, , ,69 7, ,268 0, , ,27 V [m/s] BEP giugno 2017 BEP da Giugno , , , ,5 5 6

11 CONCLUSIONI La turbina eolica prevede un progetto multidisciplinare, aerodinamico, strutturale, elettrico, civile e tutto deve concorrere per arrivare all'obiettivo prefissato all'inizio del progetto. Questo è l'approccio che in linea di massima abbiamo seguito noi di Ren per arrivare ad un aumento della produzione di circa il 25-30%..

12 GRAZIE PER L ATTENZIONE NOVEMBRE 2016