SCHEDA PROGETTO

Aria S.r.l.

ENERGIE RINNOVABILI

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Libellula55

In Libellula55 l'innovazione riguarda sopratutto la realizzazione del dispositivo di conversione facendo uso di componenti commerciali, di provata affidabilità e facilmante reperibili a costi relativamente bassi. Il dispositivo oggetto dell’invenzione (nella versione da 55kW) è composto da: • Un generatore principale • Un convertitore di frequenza commerciale • Un motore asincrono da 45 o 55kW, Con questo metodo abbiamo i seguenti vantaggi: semplicità, di connessione alto rendimento aerodinamico, immunità dai disturbi elettrici, assenza di filtri, assenza di ventilazione forzata.

Realizzare in Italia un generatore eolico di taglia medio piccola facendo uso di componenti commerciali, di provata affidabilità e facilmente reperibili a costi relativamente bassi. In particolare il dispositivo di conversione è composto da: Un generatore principale che può essere sincrono o asincrono Un convertitore di frequenza commerciale da 55kW per motori elettrici asincroni Un motore asincrono da 55kW (motore elettrico) Un motore asincrono da 45 o 55kW, utilizzato come generatore, comandato direttamente dal motore ausiliario (generatore ausiliario). Nel nostro sistema l’energia elettrica prodotta dal generatore principale è utilizzabile per alimentare il convertitore di frequenza commerciale (inverter per motori) in quanto viene da questo trasformata internamente in una corrente continua e quindi indipendente dalla frequenza e quindi dal numero di giri del generatore principale, L’inverter può comandare il motore ausiliario con frequenza variabile e liberamente impostabile; nella fattispecie può comandarlo con la frequenza esattamente necessaria per far erogare la potenza richiesta al generatore ausiliario una volta che questo sia stato connesso alla rete elettrica. Il motore asincrono utilizzato come generatore ausiliario è collegato direttamente alla rete elettrica; un motore asincrono, forzato a ruotare a regime leggermente superiore a quello corrispondente alla frequenza di rete, si comporta come un generatore erogando tanta più potenza quanto più la velocità di rotazione supera quella di sincronismo. Il rendimento globale del sistema è pari al prodotto dei rendimenti dei tre elementi della catena: REND tot = REND inverter x REND motore _ aux x REND generatore _ aux Il rendimento dell’inverter per motori è migliore (96% contro 94%) di quello ottenibile con un sistema di conversione statico custom, in quanto non abbisogna dei sistemi di filtraggio e trasformazione, che sono invece necessari nel secondo caso, in quanto funziona in modo indipendente dalla rete elettrica. Dal momento che i motori oggi disponibili in esecuzione cosiddetta EFF1 hanno rendimenti relativamente elevati (es. circa 95,3% per motori da 55kW di potenza) la coppia dei due motori ha un rendimento di circa il 91%, in modo che il rendimento complessivo sarebbe di circa il 7% inferiore alla soluzione con convertitore statico custom. La soluzione elettromeccanica non ha bisogno di ventilatori di raffreddamento elettrici (che consumano potenza) in quanto i motori utilizzati sono già autoventilati meccanicamente, e questo comporta un ulteriore recupero di rendimento che può essere stimato intorno al 2%. La differenza tra le due soluzioni, in termini di rendimento teorico, è quindi di circa il 5%, a fronte di una maggiore affidabilità e ad un costo commerciale che può essere ridotto dal 40% al 75%. Con questo metodo abbiamo i seguenti vantaggi: la stessa semplicità di connessione (diretta) in rete del sistema a giri fissi un elevato rendimento aerodinamico caratteristico dei sistemi con rotore a giri variabili virtuale immunità ai disturbi provenienti dalla rete elettrica, che si ripercuotono soltanto sul generatore ausiliario (unico componente connesso alla rete) che è un elemento estremamente robusto ed affidabile, in grado di sopportare senza danni sovratensioni significative possibilità di connettere in rete il sistema senza necessità di dispositivi di filtraggio e di protezione particolari possibilità di connettere in rete il sistema senza necessità di omologazione, necessaria invece per i sistemi a stato solido custom assenza di sistemi elettrici di ventilazione forzata, che causano perdite di rendimento e hanno durate di vita relativamente brevi (i ventilatori vanno normalmente sostituiti ogni 3 anni).

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