Al fine di sfruttare l’energia cinetica contenuta nel vento, convertendola in energia elettrica, una turbina eolica utilizza diversi componenti sia meccanici che elettrici.
In particolare il rotore (pale e mozzo) estrae l’energia dal vento convertendola in energia meccanica di rotazione e costituisce il “motore primo” dell’aerogeneratore, mentre la conversione dell’energia meccanica in elettrica è effettuata da un generatore elettrico secondo opportune configurazioni.
In sintesi, questi sono i principali componenti che costituiscono un aerogeneratore GreenStorm ad asse orizzontale.
La turbina GreenStorm GS 21 S è dotata di un rotore da 22,2 m di diametro ed ha una potenza nominale di 60 kW.
Il rotore è un tri-pala ad asse orizzontale sopra vento a controllo attivo.
Tutte le turbine GreenStorm sono state progettate e costruite in accordo con la normativa IEC-61400/1 per classe di vento 1A, questo, per tutti i componenti prodotti da GreenStorm direttamente o in cooperazione con fornitori qualificati.
| Regolazione della potenza | CONTROLLO PASSO |
| Potenza | 60 KW |
| Cut-In | 3 M/S |
| Velocità del vento alla pot. Nominale | 8.8 M/S |
| Cut-Off | 25 M/S |
| Lifetime calcolata minima | 25 ANNI |
Il Generatore è un 72 poli Sincrono a magneti permanenti, la connessione alla rete avviene attraverso due Inverter.
Il Rotore è connesso in modo rigido al Generatore chiamato DIRECT DRIVE
| Protezione | IP54 |
| Potenza nominale | 59.9 kW |
| Tensione alla potenza nominale | 460 Volt |
| Frequenza | CONNECTION AT 50 Hz |
| Velocità di rotazione | 47,5 rpm |
| Peso generatore | 2,7 Ton |
| Poli | 72 |
Il sistema di frenatura primario per le turbine GreenStorm è aerodinamico, la rotazione delle pale permette una frenatura rapida, graduale e senza sollecitazioni per la macchina.
È previsto anche un sistema di frenatura di emergenza composta da un freno a disco montato direttamente sul generatore e una pinza oleodinamica a funzionamento passivo: in caso di emergenza la pinza freno si attiva anche in mancanza di energia.
| Tipo | FRENO A DISCO |
| Posizione | CONNESSO IN MODO RIGIDO AL ROTORE DEL GENERATORE |
| Diametro disco | 1600 mm |
| Numero di pinze | 1 |
| Materiale delle pastiglie | MATERIALE SINTERIZZATO |
| Tipo olio idraulico | VG 32 |
| Capacità del circuito | 12 lt |
| Protezione termica | INTEGRATA CON SONDA PT100 |
| Potenza nominale | 0,8 kW |
La turbina eolica GreenStorm 21 S è regolata mediante il controllo del passo pale.
Le pale sono costruite con fibra di vetro rinforzata di alta qualità, l’angolo di incidenza delle pale può essere regolato in funzione della velocità di rotazione ed in funzione della velocità del vento.
Possono funzionare anche come freno aereodinamico in grado di fermare la rotazione della macchina.
I captatori di fulmini sono integrati nella struttura e proteggono la pala dalla radice alla punta.
| Diametro rotore | 22,3 m |
| Area spazzata | 386,7 mq |
| Massima velocità del tip | 198 km/h |
| Potenza necessaria per unità di sup. | 0,156 kW/mq |
| Numero giri rotore | 50,5 rpm |
| Angolo di incidenza | 1° |
| Angolo di inclinazione hub | 6° |
| Peso totale rotore e mozzo | 2,6 ton |
| Materiale mozzo | ACCIAIO S355JR |
| Peso mozzo | 1,7 ton |
| Materiale pale | FIBRA DI VETRO RINFORZATA |
| Lunghezza totale pala | 10,50 m |
| Twist | 20° |
| Peso per pala | 310 kg |
IMPIANTO DI LUBRIFICAZIONE
| Tipo di grasso | SAE 2 |
| Capacità del serbatoio | 25 kg |
| Potenza motore | 0,8 kW |
| Numero distributori | 6 |
NAVICELLA
La navicella consiste nella struttura in acciaio che svolge la funzione di telaio, è il supporto a cui viene fissato ogni componente.
| Tipo di costruzione | CARPENTERIA SALDATA |
| Materiale | ACCIAIO S355JR |
| Tipo di costruzione della cover | COSTRUZIONE A GUSCIO |
| Materiale cover | VETRORESINA RINFORZATA |
La direzione del vento e la velocità sono costantemente monitorate utilizzando dei sensori posti sopra la navicella.
Quando la direzione del vento è differente dalla direzione della turbina lo YAW System si attiva e riporta la navicella nella direzione voluta.
| Tipo di ralla | A SFERE SINGOLO GIRO |
| Materiale | 42 NICRMO2 |
| Peso | 1,5 ton |
| Motore | ASINCRONO AUTOFRENATO |
| Riduttore | 3-STADI PLANETARIO |
| Lubrificazione | OLIO |
| Velocità di rotazione YAW | 0,6 deg/sec |
Il sistema di controllo è basato su un PLC C6 HMI LC della KEB collegato ad un ROUTER C6 che permettone la gestione e il telecontrollo dell’intera macchina.
Ad esso è demandata l’esecuzione ed il monitoraggio di tutte le funzioni della macchina, quali la procedura di avvio, la fermata, l’inseguimento del vento e la regolazione della potenza del generatore, questa in particolare viene ottenuta con la regolazione della posizione delle pale (Funzione di PITCH) che possono essere controllate in modo indipendente una dall’altra.
Il sistema di monitoraggio permette di archiviare un numero molto alto di parametri, la trasmissione dei dati avviene con protocolli che dipendono dal tipo di connessione alla rete internet disponibili sul luogo dell’installazione della turbina.
Il sistema di conversione della corrente, è composto da 2 inverter che definiscono il sistema KEB RNE: il primo – lato generatore – è un KEB DRIVE UNIT F5 che offre
tutto l’occorrente per un convertitore di frequenza completo e affidabile. La tecnologia del convertitore di frequenza KEB è basata sul controllo FOC (Field Oriented Control)
SENSORIESS definito con l’acronimo SCL (Sensores Closed Loop) che abbinato al chopper di frenatura, offre prestazioni elevate ed una serie di vantaggi, come precisione di
velocità statica, dinamica e controllo di coppia preciso. Il secondo inverter – lato rete – è un inverter KEB AFE F5 con un rendimento di
conversione di potenza che raggiunge il 98%. L’elevato rendimento assieme ai canali di inseguimento del punto massimo di potenza (MPPT) ad alta velocità,
garantisce ed ottimizza la raccolta di energia in un’ampia gamma di condizioni operative.
La componentistica elettrica è fornita da ABB, tutto il sistema di controllo e potenza è fornito da KEB. La componentistica e le apparecchiature del generatore GreenStorm soddisfano pienamente la normativa CEI 0-21 per l’immissione in
rete dell’energia.
Nel sistema attuale, per l’immissione in rete, non viene più utilizzato il trasformatore di isolamento ma si utilizza un componente certificato. il vantaggio è quello di ridurre le perdite di trasformazione e di ridurre il peso del quadro elettrico.
Le turbine GreenStorm sono erette su una torre da 30 metri (a richiesta da 36 mt), divisa in 3 tronconi. All’interno prende posto la scala per la salita fino alla navicella. Le fondazioni delle torri sono calcolate secondo la normativa vigente.
| Altezza | 30m/36m |
| Numero sezioni | 3 |
| Peso | 13,2 ton / 14,8 ton |
| Materiale | ACCIAIO S355JR |
| Trattamento superficiale | SABBIATURA SECONDO LA ISO 8501-1- SA2 |
| Protezione alla corrosione | VERNICE EPOSSIDICA UNI ISO 14713 UNI ISO 14713- |
| Metodo di fissaggio | CON FLANGE IMBULLONATE |
PROTEZIONE DAI FULMINI
L’impianto di protezione è realizzato secondo la normativa 61400-24. La protezione fornita alla turbina è sia per le scariche dovute a fulmini diretti che per le scariche indirette. Protegge sia le pale, che il generatore elettrico e il sistema di controllo.
VALIDITÀ
GreenStorm srl si riserva il diritto di modificare le caratteristiche della macchina senza obbligo di comunicazione alcuna.
NORME DI RIFERIMENTO
- EC 61400 “Wind Turbine Generator Systems”
- NVN 11400 “Wind Turbines”
- IEC WT01 “Conformity Testing and Certification of Wind Turbines”
- GL “Guideline for the Certification of Wind Turbines”
- DS 471 “Loads and Safety of Wind Turbine Constructions”
- DIBT- Rules Wind Turbines ”AGMA“ Gearboxes for WTG-systems
- CEI 021 Inverter
