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FUNZIONAMENTO

L'aerogeneratore, o mulino eolico, è composto da una serie di strutture meccaniche basilari:
1. Il rotore è costituito da un mozzo (cioè una corona circolare), su cui sono fissate le pale eoliche (da 1 a 3). Le macchine moderne hanno generalmente 3 pale, che garantiscono più efficienza e maggiore silenziosità. Le pale sono in fibra di vetro, materiale molto simile a quello utilizzato per gli scafi nautici.
2. Collegato alle pale eoliche, si trova un moltiplicatore di giri, che trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce in grado di far funzionare il generatore, il quale a sua volta trasforma l'energia meccanica in energia elettrica.
3. Un sistema di controllo, racchiuso all'interno di una navicella collegata al rotore, regola automaticamente le funzioni dell'intero sistema, assicurandone le migliori prestazioni e garantendone la sicurezza, ad esempio attraverso il blocco dell'aerogeneratore in caso di malfunzionamento e di eccessiva velocità del vento.
4. L'aerogeneratore è sostenuto da una torre, che per resistere alle oscillazioni è ancorata al terreno con fondamenta in cemento armato. La torre può essere a forma di traliccio, esattamente come i tralicci elettrici, oppure a forma di pilone tubolare.


Generatori eolici
I generatori eolici nell'arco degli ultimi 20 anni hanno migliorato drasticamente rendimento, dimensioni e costi e continuano a farlo: ecco perché i numeri forniti di seguito sono da ritenersi provvisori. Tali generatori sono riusciti a passare da una produzione di pochi chilowatt di potenza a punte di 3 Megawatt per i più efficienti e a una produzione tipica del mercato attuale di 1,5 MW, con una velocità del vento di 3-4 m/s. Considerando che la massima potenza erogata alle utenze domestiche è di 3 chilowatt, una pala è in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di circa 1000 utenze domestiche, corrispondenti a 4000-4500 persone,(considerando 4 abitanti medi per nucleo familiare) e alle dimensioni medie di un comune italiano. Questi standard sono raggiunti sia da aerogeneratori orizzontali che verticali. Un generatore ad asse sia verticale sia orizzontale richiede una velocità minima del vento di 3-5 metri/sec ed eroga la potenza di progetto ad una velocità del vento di 12-14 metri/sec. Ad elevate velocità (20/25 metri al secondo) l'aerogeneratore viene bloccato dal sistema frenante per ragioni di sicurezza. Esistono anche generatori a pale mobili che seguono l'inclinazione del vento, mantenendo costante la quantità di elettricità prodotta dall'aerogeneratore, e a doppia elica, per raddoppiare la potenza elettrica prodotta. Non mancano generatori silenziosi; il problema principale resta la dimensione delle pale e la mancanza di generatori a "micropale" non visibili a occhio nudo che risolverebbero l'impatto negativo sul paesaggio. Una notevole potenza elettrica viene dissipata nel rotore che deve avere una velocità di 3000 giri/minuto per erogare una corrente alla frequenza di rete di 50 hertz. I giri al minuto dell'aerogeneratore sono molto variabili come lo è la velocità del vento, ma la frequenza di rete deve essere costante a 50 hertz, perciò i rotori vengono collegati a una serie di inverter prima di immettere l'energia in rete. Ecco perché il rendimento elettrico di tale dispositivo può essere considerato intorno al 70%. La cinematica del generatore eolico è caratterizzata da bassi attriti, assenza di surriscaldamento e di un sistema di refrigeranti (olio ed acqua) e un costo di manutenzione pressoché nullo.

Abbiamo 2 tipi di aerogeneratori :
1. Generatori eolici ad asse verticale
2. Generatori eolici ad asse orizzontale

• Generatori ad asse verticale
  Un generatore eolico ad asse verticale (VAWT - Vertical Axis Wind Turbines) è un tipo di macchina eolica contraddistinta da una ridotta quantità di parti mobili nella sua struttura, il che le conferisce un'alta resistenza alle forti raffiche di vento, e la possibilità di sfruttare qualsiasi direzione del vento, senza doversi riorientare continuamente. E' una macchina molto versatile, adatta all'uso domestico come alla produzione centralizzata di energia elettrica nell'ordine di Gigawatt. Negli ultimi tempi, si è cercato di ottimizzare molto queste macchine, rendendole molto competitive: taluni asseriscono che gli ultimi prototipi, funzionando molte più ore l'anno rispetto a quelle ad asse orizzontale, hanno un rendimento complessivo maggiore. In ogni caso, si pensa che la tecnologia dei generatori ad asse verticale soppianterà quella ad asse orizzontale.
• Generatore ad asse orizzontale
  Un generatore eolico ad asse orizzontale è formato da una torre in acciaio di altezze che si aggirano tra i 60 e i 100 metri, sulla cui sommità si trova un involucro (gondola) che contiene un generatore elettrico azionato da un rotore a pale lunghe circa 20 metri (solitamente 2 o 3). Esso genera una potenza molto variabile: tipicamente 600 chilowatt che equivale al fabbisogno elettrico giornaliero di 500 famiglie. Il mulino a vento è un esempio storico di generatore ad asse orizzontale. Come i generatori ad asse verticale anche quelli ad asse orizzontale richiedono una velocità minima di 3-5 metri/sec ed erogano la potenza di progetto ad una velocità del vento di 12-14 metri/sec. Ad elevate velocità (20/25 metri al secondo) l'aerogeneratore viene bloccato dal sistema frenante per ragioni di sicurezza..