Eolico domestico: convenienza e costi

La grande attualità del risparmio energetico è stata resa ancora più evidente dallo scoppio della guerra tra Russia e Ucraina, che ha in pratica spinto l’Unione Europea a sanzionare Mosca e le sue fonti. Se, da un lato sarà necessario trovarne di alternative, dall’altro sembra farsi sempre più stringente la necessità di pigiare il piede sull’acceleratore di quelle fonti rinnovabili le quali rappresentano la migliore soluzione possibile di fronte all’esaurirsi degli idrocarburi.

Tra le fonti rinnovabili, c’è anche l’eolico, compreso quello domestico. Andiamo dunque a osservarlo più da vicino, per cercare di capirne i vantaggi che è in grado di assicurare al nostro Paese.

Energia eolica: di cosa si tratta?

Sapevate che i sistemi eolici domestici sono una valida opzione per generare energia pulita a casa? Una piccola turbina eolica, installata su un palo a un’altezza massima di 10 metri, può effettivamente fornire elettricità alla vostra casa. I eolici domestici possono produrre elettricità sufficiente per il consumo diretto o anche per essere rivenduta alla rete.

Con i progressi della tecnologia, le turbine eoliche più piccole sono diventate più efficienti e convenienti per le singole famiglie. Quindi, perché non sfruttare la potenza del vento per fornire energia ecologica alla vostra casa? Non solo riduce la nostra dipendenza dai combustibili fossili, ma può anche farvi risparmiare sulla bolletta energetica nel lungo periodo. È una soluzione vantaggiosa sia per l’ambiente che per il vostro portafoglio.

L’energia eolica rappresenta una delle fonti di energia rinnovabile più sfruttata in assoluto, seconda solo a quella solare. Posseduta dal vento, si presenta nella veste di una vera e propria forza motrice presente in ogni parte del globo terrestre, lavorando in maniera pressoché costante al modellamento del paesaggio favorendo inoltre il moto ondoso delle acque.

L’energia eolica può inoltre essere sfruttata a livello domestico. A renderlo possibile è il concetto di sfruttamento della sua energia, con un modello simile a quello che in un passato non troppo lontano ne prevedeva l’utilizzazione al fine di muovere le pale dei mulini a vento.

A renderlo possibile è in particolare l’uso di turbine e pale eoliche in grado di trasformare il movimento di quelle mosse dal vento in energia elettrica. Sono i generatori eolici (o aerogeneratori) a convertire l’energia del vento in energia meccanica prodotta tramite il movimento delle pale, la quale viene a sua volta trasformata in energia elettrica per mezzo di un generatore di corrente.

Come funziona l’eolico domestico?

Per eolico domestico si intendono gli impianti i quali vanno a differire dalle strutture utilizzate a livello industriale esclusivamente da un punto di vista dimensionale. I concetti alla base del rispettivo funzionamento sono infatti gli stessi, fondandosi in particolare sul movimento delle pale e sulla produzione di energia derivante da questo meccanismo.

Nella maggior parte dei casi si tratta di mini impianti eolici indipendenti dalla rete elettrica e dotati di una relativa autonomia, la cui generazione di energia è destinata a coprire le esigenze energetiche delle abitazioni.  

Alla formazione di un impianto eolico domestico off-grid contribuiscono i seguenti componenti:

• il generatore eolico;
• un regolatore di ricarica;
• l’inverter a onda sinusoidale pura;
• la batteria di accumulo;
• gli accessori, categoria in cui vanno a essere compresi i cavi elettrici per il collegamento, il palo di sostegno con relativo tirante e la base di ancoraggio dello stesso.

Il sistema dotato di pala eolica fonda il suo funzionamento sul generatore eolico, il quale produce energia trifase grazie all’azione del vento. Quella prodotta in tal modo, una volta raggiunto il regolatore di ricarica, viene sottoposta ad un mutamento di tensione e corrente. Una volta immagazzinata nelle batterie di accumulo, tramite l’inverter, l’energia eolica è ormai pronta per diventare tensione alternata 230V con frequenza 50 Hz fissa, ovvero quella necessaria al fine di riuscire a sopperire alle necessità energetiche dell’abitazione servita. A rendere possibile la concretizzazione di questo processo è l’azione dell’inverter ad onda sinusoidale pura, il quale provvede a trasformare i 24 V continui in 230 V alternati, in pratica gli stessi che sono presenti nelle prese elettriche domestiche.

Questo tipo di impianto è peraltro in grado di essere mixato ad altri sistemi, come accade per esempio nella turbina eolica verticale TurboMill, prodotta negli Stati Uniti, la quale viene combinata con un pannello solare. Il sistema concepito è in grado di essere installato sul tetto di una casa in modo da essere collegato ad una tradizionale presa elettrica, dando vita ad un impianto che negli stessi Stati Uniti viene venduto ad un prezzo base pari a circa 500 dollari.

In Italia, un sistema simile è quello proposto dall’azienda toscana Pramac, un aerogeneratore eolico alto 3 metri, anch’esso collegabile alla presa elettrica. La stessa azienda, operante a Siena, si era già segnalata nel passato per il lancio di “Revolutionair”, una linea di microturbine eoliche disegnate dall’architetto Philippe Starck. Applicabile a qualsiasi tipo di edificio, il suo costo si aggira tra i 2500 e i 3500 euro.

Quali sono i tipi di impianto esistenti?

Occorre comunque precisare che il mercato italiano degli aerogeneratori si presenta estremamente assortito, con prezzi in grado di variare molti e di offrire alternative per tutte le tasche. Sul mercato, in particolare, è possibile reperire due tipologie di impianti eolici domestici, ovvero le turbine eoliche ad asse verticale e quelle ad asse orizzontale. Andiamo a vedere le differenze tra i due sistemi, con vantaggi e svantaggi che sono in grado di offrire agli eventuali acquirenti.

Le turbine eoliche ad asse verticale

Per turbina eolica ad asse verticale si intende un aerogeneratore il quale può avvalersi delle pale eoliche, rispettando quindi il meccanismo tipico dei sistemi industriali, adattato però su base domestica. Il generatore eolico verticale domestico può avvalersi sia di turbine che di pale mini-eoliche. La differenza tra i due sistemi è da ravvisare nella capacità in kilowatt conseguita: le mini-pale eoliche verticali domestiche sono infatti in grado di generare fino a 30 kW, mentre le turbine possono arrivare a 1 kilowatt. Questo tipo di aerogeneratori può essere considerato una soluzione ottimale nel caso di condomini, edifici dislocati all’interno delle città dotati di tetti piani o a falda, oppure di piccoli terrazzi, in quanto non esiste alcuna necessità di una torre di sostegno per distanziare ogni pala eolica dal suolo o dal tetto. Tra i vantaggi che propongono va ricordata innanzitutto la capacità di attivarsi anche in presenza di correnti d’aria deboli. A questo primo vantaggio si aggiungono poi:

• la costanza del funzionamento, in alcun modo collegato alla direzione del vento;
• la mancata necessità di sistemare la pala rispetto al vento, poiché il funzionamento è costante al di là della direzione della corrente d’aria;
• il posizionamento di motore e generatore alla base della turbina, tale da consentire un rapido accesso ai componenti essenziali, che è più complicato nel caso delle pale orizzontali;
•  la possibile integrazione con le pale orizzontali, in grado di fornire un supplemento di energia in entrata;
• la capacità di offrire una maggiore resistenza a turbolenze e velocità elevate;
• un ingombro molto limitato, derivante dal suo sviluppo in altezza;
• la possibilità di garantire un ciclo di vita pari mediamente a 20 anni;
• la notevole silenziosità.

Sull’altro piatto della bilancia occorre invece mettere il possibile stallo derivante nel caso di un repentino cambio di angolazione del vento, tale da potersi tradurre in un rendimento energetico inferiore, o comunque insufficiente al reale fabbisogno.

Le turbine eoliche ad asse orizzontale

Note anche con l’acronimo di HAWD (Horizontal Axis Wind Turbines), le turbine eoliche ad asse orizzontale rappresentano un modo ben diverso di concepire l’occupazione dello spazio, cercando di contenerla al massimo. Si tratta in questo caso di un sistema caratterizzato da dimensioni ridotte e in grado di essere installato facilmente, garantendo in presenza di vento a pieno regime la produzione di energia elettrica simile a quella solitamente fornita dalle aziende che gestiscono la rete elettrica.

Tra i vantaggi proposti da questo sistema, occorre ricordare l’ottima resa in termini aerodinamici e la maggiore produzione di energia. Solitamente questo tipo di aerogeneratore è dotato di appena 3 pale e viene posizionato in cima a una struttura caratterizzata da un disegno molto aerodinamico.

Quali sono i costi?

Come abbiamo già ricordato, il sistema TurboMill viene commercializzato negli Stati Uniti a circa 500 dollari. Un prezzo non dissimile da quello che caratterizza le proposte del cosiddetto “minieolico da terrazzo”, se si pensa che le mini pale eoliche Bornay, le turbine eoliche no conventional EcoWhisper, i sistemi microeolici di WindOrchard o la pala eolica da cortile Harmowind, tutti in grado di sviluppare potenze che variano tra i 400 e i 600 W, vanno a situarsi in una fascia di prezzo compresa tra i 400 e i 600 euro.

Il discorso muta se nel caso dei sistemi di mini eolico verticale si vanno a considerare le proposte che prevedono il mix tra eolico domestico e una batteria per lo storage energetico, oppure quello che comporta l’unione tra i sistemi alimentati dal vento e gli impianti fotovoltaici di piccola taglia. I prezzi di questi mini generatori eolici domestici mutano sulla base della quantità di energia che riescono a produrre, oltre che al tipo di aerogeneratore, palo, inverter e accessori necessari. I costi possono arrivare in questo caso anche a toccare quota 20 mila euro.

Quali sono i benefici dell’eolico domestico?

Prima di optare per l’adozione di un sistema di eolico domestico, occorre naturalmente cercare di vagliarne con attenzione i vantaggi che è in grado di assicurare. Come abbiamo visto, questi impianti possono essere abbastanza accessibili per quanto concerne i costi e i processi di installazione. Tanto da spingere anche l’Unione Europea a varare un piano di incentivi teso a favorirne la diffusione.

A questo primo dato, occorre però aggiungerne un altro, ovvero quello relativo all’effettiva convenienza di installarlo in zone che presentino condizioni minime per poterlo rendere proficuo. Il riferimento è, naturalmente, alla presenza e velocità del vento, senza il quale le pale sono destinate a restare inattive. Occorre ricordare che il livello minimo necessario in tal senso è di 5 metri al secondo, anche se alcune turbine sono in grado di funzionare anche al di sotto di esso, come la già ricordata TurboMill. Chi adotta un impianto di questo genere per alimentare la propria abitazione, può ridurre la spesa relativa alla bolletta energetica, o addirittura liberarsi del suo peso. Per farlo, però, deve prima sincerarsi che la zona in cui si prevede di inserirlo sia in grado di soddisfare i requisiti minimi in termini di ventosità, senza i quali il discorso diventa una vera e propria chimera, se non addirittura un boomerang.

A tal proposito va detto che non c’è alcun bisogno di un tecnico per una valutazione di questo genere. Basta infatti verificare la velocità media del vento consultando le mappe dell’Atlante Eolico d’Italia. Proprio da esse scaturisce un dato che fa capire come, almeno in Italia, l’installazione di una turbina sul tetto, ovvero ad uso domestico, non rappresenta una buona soluzione. La maggior parte del territorio nazionale, infatti, è caratterizzata da velocità medie inferiori ai canonici 5 metri al secondo. Le uniche e parziali eccezioni sono rappresentate dalle isole, dalle zone costiere e da alcune località di montagna. Un dato da tenere presente se si sta vagliando l’ipotesi di montare un impianto di questo genere.

Quanto rende un impianto eolico domestico?

Altro dato che occorre tenere presente, per cercare di capire meglio la questione relativa all’effettiva utilità dell’eolico domestico, è quella collegata alla sua effettiva resa. La domanda che ci si deve porre, in via preliminare, è quindi la seguente: come si può capire l’effettiva potenzialità e capacità di produzione di un impianto di questo genere?

Al fine di riuscire a calcolare questo dato, occorre tenere nel debito conto non solo le dimensioni della turbina, ma anche la velocità del vento, in quanto proprio da essa il rotore trova la forza per potersi attivare.

Una grande turbina con una capacità di 2.5-3 MW, ad esempio, è in grado di produrre tra i 6 e i 7 milioni di kWh all’anno. Si tratta al contempo di un dato puramente teorico, in quanto secondo le stime, le turbine eoliche, proprio a causa dell’andamento del vento, sono in grado di produrre mediamente tra il 30 e il 50% della effettiva capacità. Per ovviare a questo inconveniente, si può pensare di incrementare la potenza elettrica tramite l’utilizzazione di pale più lunghe, con un inconveniente ambientale notevole, ovvero un impatto molto rilevante sul paesaggio circostante.

Gli impianti mini-eolici, sono invece in grado di produrre tra i 1000 e i 1800 kWh all’anno per ogni kw installato, ove situati in posizione ottimale. Una produzione la quale può rivelarsi in grado di garantire circa la metà del fabbisogno energetico per una casa di medie dimensioni. Da questo punto di vista va infatti ricordato che, come si può desumere dai dati forniti da ARERA in relazione ai clienti rientranti nella fascia di maggior tutela, la famiglia tipo italiana ha consumi medi di energia elettrica di 2700 kWh all’anno e una potenza impiegata di 3 kW.

Per riuscire a calcolare l’efficienza massima che può essere conseguita dagli impianti eolici si può comunque ricorrere alla Legge di Betz, secondo la quale l’energia massima cui può attestarsi in fase di produzione un generatore, corrisponde in pratica al 59,3% di quella prodotta dal passaggio del vento al suo interno.

Incentivi per l’eolico: qual è la situazione?

Se un tempo era possibile accedere direttamente agli incentivi per l’eolico ora non più così. Il riconoscimento dell’incentivo non è né automatico, né certo, bensì subordinato alla partecipazione a due tipologie di procedure le quali sono basate su criteri economici competitivi:

1. i registri, nel caso degli impianti i quali vantino una potenza inferiore ad 1 MW;
2. le aste al ribasso, riservate invece agli impianti la cui potenza sia uguale o superiore ad 1 MW.

Gli impianti da incentivare vengono selezionati dal GSE all’interno di apposite graduatorie, sulla base di una serie di criteri, nei limiti di determinati contingenti di potenza. In pratica, la ratio che ispira la nuova politica è un meccanismo premiante nei confronti degli operatori di rinnovabili che si dimostrino in grado di produrre l’energia al minor costo possibile.

Gli impianti che possono essere premiati dall’incentivo per mezzo dei registri, sono quindi:

1. quelli di nuova costruzione, oppure oggetto di ricostruzione integrale e rimessi in attività;
2. che siano stati oggetto di un intervento di potenziamento, nel caso in cui la differenza tra il valore della potenza prima e dopo l’intervento sia inferiore a 1 MW;
3. che siano stati sottoposti ad un rifacimento di potenza inferiore a 1 MW.

Lo svolgimento di registri e aste prevede la pubblicazione da parte del GSE dei relativi bandi ogni 4 mesi. Gli stessi restano aperti per 30 giorni, una finestra temporale all’interno della quale è necessario presentare la domanda utilizzando una procedura telematica. La graduatoria di ogni procedimento di incentivazione viene infine pubblicata entro e non oltre 90 giorni dal GSE, che la forma tenendo conto di una serie di criteri economici e tecnici, assegnando gli incentivi nei limiti dei contingenti di potenza prefissati.

Per poter ricevere gli incentivi, gli impianti devono comunque riuscire a soddisfare una serie di requisiti generali, tra cui i seguenti:

1. i lavori di realizzazione devono avere inizio dopo l’eventuale inserimento nelle graduatorie (a meno che non ricadano nel Decreto del 23 giugno 2016);
2. devono essere in regola per quanto concerne il possesso di tutti i titoli abilitativi per quanto riguarda la costruzione e l’esercizio dell’impianto, compreso il preventivo di connessione alla rete elettrica accettato in via definitiva.

Qual è la situazione dell’eolico in Italia?

Le fonti di energia rinnovabili stanno crescendo in ogni parte del globo, Europa compresa. Un trend il quale riguarda naturalmente anche l’eolico e che ha visto il nostro Paese in primo piano, come dimostrano del resto i dati relativi al 2019, quando in Italia la potenza installata si attestava oltre quota 5% a livello continentale, grazie a oltre 7100 impianti disseminati lungo il territorio nazionale. Un notevole passo in avanti rispetto al 2016, anno in cui le turbine erano in grado di apportare appena il 6% della produzione complessiva, attestandosi alle spalle di idroelettrico e fotovoltaico. Ancora più notevole se si pensa che entro il 2027 l’apporto dell’eolico al paniere energetico italiano potrebbe varcare la soglia del 20%.

Il primo passo in avanti in tal senso è stato compiuto nel 2017, quando secondo i dati riportati da WindEurope, la produzione italiana si era portata al 12%, per poi salire ancora di due punti percentuali nel 2018. Lontano quindi dalla Danimarca, ove il dato complessivo raggiungeva addirittura il 41% di energia prodotta da fonti eoliche, mentre anche la Germania conseguiva il 21%, il Portogallo il 24% e l’Irlanda il 28%. Se, quindi, in quel momento il nostro Paese era ancora in ritardo, il passo intrapreso era però quello giusto. Negli anni successivi, infatti, il ritmo di crescita degli impianti eolici dislocati lungo il territorio peninsulare è aumentato in maniera esponenziale.

L’importanza del Meridione per l’eolico tricolore

A ritagliarsi un posto di rilievo nel processo di crescita avviato nel corso degli ultimi anni, è stata soprattutto la parte bassa della penisola. Il numero delle centrali eoliche posizionate in Italia, infatti, si giova in particolare del contributo dato dal Sud e dalle Isole, ove sono concentrate circa l’80% di quelle nazionali. Il motivo di questo trend è abbastanza intuibile: il Meridione vanta una esposizione notevolmente migliore rispetto a quella che caratterizza le zone settentrionali, ove infatti l’eolico è ancora poco diffuso.

Una tendenza la quale ha avuto inizio nel corso del 2012, quando la Puglia poteva vantare 300 impianti, contro i 126 presenti sul territorio campano e i 110 della Basilicata. In totale, alla fine di quell’anno era possibile registrare la presenza di 1054 sistemi lungo tutto lo stivale, con un aumento nell’ordine del 60% rispetto al dato fatto segnare tre anni prima.

Nei sei anni successivi, l’incremento di centrali ha assunto un ritmo sempre più accelerato, tanto che nel 2018 era possibile contare ben 5.645 impianti eolici, capaci di erogare una potenza massima pari a 10 GW a favore di circa 17 milioni di persone. Un valore il quale, in base alle stime formulate, dovrebbe raddoppiare entro il 2030.

A guidare il processo a livello nazionale è ora la Basilicata, che può vantare, in base alle ultime rilevazioni, 1180 impianti, seguita dalla Puglia. Un dato tale da consentire al nostro Paese di restare saldamente nelle prime cinque posizioni a livello continentale, in quanto a capacità complessiva accumulata.

Il processo di rafforzamento è stato in particolare reso possibile da una semplificazione burocratica che ha tolto di mezzo una buona parte degli ostacoli che in precedenza lo avevano rallentato. Cui si è andata ad aggiungere una maggiore consapevolezza sull’importanza delle fonti di energia rinnovabili. Una consapevolezza la quale potrebbe essere notevolmente rafforzata da quanto sta accadendo dopo lo scoppio delle ostilità tra Russia e Ucraina, con la decisione presa dal nostro governo in relazione alle sanzioni europee verso il gigante eurasiatico. La necessità di reperire energia alternativa a quella russa potrebbe tramutarsi in una ulteriore spinta verso la costruzione di impianti eolici, tali da permettere al nostro Paese di dipendere sempre meno dalle forniture esterne. Già nell’immediato futuro potrebbero arrivare decisioni in tal senso, tali da dare una ulteriore spinta agli impianti per lo sfruttamento del vento, anche domestici.