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Sistemi eolico-diesel nelle reti isolate

Informazioni tesi

  Autore: Franco Alletto
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Palermo
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria elettrica
  Relatore: Fabio Massaro
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 117

I sistemi eolico-diesel sono sistemi ibridi di potenza (100 kW - decine di MW) per la produzione di energia elettrica nelle reti isolate (piccole isole, comunità remote). L'energia elettrica è prodotta sia mediante i generatori eolici (fonte rinnovabile) e sia per mezzo di generatori diesel (fonte convenzionale). Il contributo eolico alla produzione riduce il carico ai motori diesel e, in certi impianti permette lo spegnimento completo degli stessi per periodi di tempo più o meno lunghi (sistemi eolico-diesel ad "alta penetrazione"). Da ciò ne deriva, oltre che un vantaggio economico dovuto al risparmio di gasolio consumato dai diesel (si parla di sistemi "fuel saver") anche un ovvio beneficio ecologico. Il carattere aleatorio della fonte eolica non permette di assicurare da sola la continuità del servizio elettrico, specie nei sistemi ad alta penetrazione, quindi la presenza dei gruppi diesel è necessaria per compensare gli eventuali periodi di scarso apporto energetico rinnovabile. Ricordiamo inoltre che una rete isolata, specie se di piccola potenza, già di per sè è molto sensibile alle variazioni di carico e alle fluttuazioni di potenza eolica immesse in rete. Si esige quindi di un sistema di regolazione della tensione e frequenza di rete che assicuri una soddisfacente qualità dell'energia fornita all'utenza. Nel caso dei sistemi eolico-diesel a "bassa penetrazione", il contributo eolico alla produzione è abbastanza basso e quindi saranno minime anche le fluttuazioni di potenza eolica immesse in rete, le quali saranno facilmente compensate dagli stessi regolatori annessi ai gruppi diesel. Quando la potenza eolica installata è tale da permettere un maggiore contributo eolico aumenteranno anche le ampiezze delle fluttuazioni di potenza rinnovabile introdotte in rete e l'impianto necessiterà quindi di un sofisticato sistema di controllo che assicuri ancora una buona qualità del servizio elettrico. Attualmente esistono svariate tipologie di sistemi eolico-diesel in diverse zone isolate del mondo, ma purtroppo la politica economica di molti paesi, influenzata dalla lobby del petrolio, ostacola la diffusione su vasta scala di un'industria eolico-diesel.

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3 INTRODUZIONE In passato, prima della diffusione a livello nazionale e continentale della rete elettrica, tutti i sistemi di potenza erano decentralizzati, cioè l’energia elettrica era generata e consumata direttamente sul luogo di produzione. Attualmente, comunque, esistono ancora moltissime comunità isolate nel mondo prive di connessione elettrica con la rete principale mentre alcune di queste sono state elettrificate utilizzando delle piccole centrali diesel. La tecnologia diesel attualmente ha raggiunto un grado di maturità ed affidabilità molto elevata diventando la candidata ideale per l’elettrificazione delle comunità remote. Purtroppo, il costo del gasolio che deve essere trasportato in questi luoghi remoti e la bassa efficienza energetica dei motori fa lievitare il costo dell’elettricità prodotta tramite i generatori diesel, costo che viene solitamente compensato in buona parte da opportuni finanziamenti pubblici, e ciò per consentire alle utenze isolate di poter pagare l’energia elettrica allo stesso prezzo pagato dagli utenti connessi direttamente alla rete principale del paese. Molte di queste comunità isolate (vedi piccole isole) godono di un’ottima ventosità durante tutto l’anno, ed infatti, negli ultimi anni, parte di queste realtà hanno sfruttato la fonte eolica per la produzione di energia elettrica unitamente all’uso dei gruppi diesel già preseti in loco. Sono nati così i sistemi eolico-diesel, cioè dei sistemi ibridi per la produzione di energia elettrica nelle reti isolate, caratterizzati da un contributo eolico alla produzione energetica più o meno rilevante. Tale contributo eolico riduce ovviamente il carico ai generatori diesel e, in certi impianti permette il completo spegnimento degli stessi per lunghi periodi di tempo (sistemi eolico-diesel ad alta penetrazione); da ciò deriva, oltre che un beneficio economico dovuto al risparmio di gasolio consumato dai motori diesel anche un beneficio ecologico all’ambiente. Il carattere aleatorio della fonte eolica naturalmente non permette di assicurare sempre la continuità del servizio elettrico, specie nei sistemi ad alta penetrazione, quindi la presenza dei gruppi diesel è necessaria per compensare tutti gli eventuali periodi di scarso apporto energetico rinnovabile alla rete isolata. Ricordiamo inoltre che, una rete isolata, specie se di piccola potenza, già di per sé è molto sensibile alle variazioni di carico e alle fluttuazioni di potenza introdotte dalla fonte eolica; ciò esige quindi una sistema di regolazione della frequenza e della tensione di rete che assicuri una soddisfacente qualità dell’energia fornita all’utenza. Nel caso dei sistemi eolico-diesel a bassa penetrazione, il contributo eolico alla produzione è abbastanza basso e quindi saranno minime anche le fluttuazioni di potenza introdotte in

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Parole chiave

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aerogeneratore
alta penetrazione
bassa penetrazione
carichi di sfioro
carichi secondari controllati
carichi secondari distribuiti
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eolico-diesel
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