Untitled - Regione Marche

INDICE
INDICE ........................................................................................................................................... 2
1
INQUADRAMENTO GENERALE ............................................................................................ 3
2
SITUAZIONE NORMATIVA..................................................................................................... 4
3
DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO ............................................................................................ 7
3.1
Linee interrate in MT ........................................................................................................ 8
3.2
La stazione elettrica e le cabine di trasformazione di macchina ....................................... 8
4
VALUTAZIONE DELLE DISTANZE DI PRIMA APPROSSIMAZIONE ..................................... 9
4.1
Cavidotti in MT ................................................................................................................ 9
4.1.1
Procedura di calcolo e condizioni al contorno ........................................................ 11
4.1.2
Risultati dei calcoli ................................................................................................. 13
4.1.3
Considerazioni sui risultati ottenuti ......................................................................... 20
4.2
Le cabine di trasformazione MT/BT ............................................................................... 22
4.2.1
Procedura di calcolo e condizioni al contorno ........................................................ 22
4.2.2
Calcolo della DPA .................................................................................................. 23
4.2.3
Considerazioni sul risultato ottenuto ...................................................................... 23
4.3
La stazione elettrica 132/30kV ....................................................................................... 24
5
CONCLUSIONI ..................................................................................................................... 25
2
1
INQUADRAMENTO GENERALE
L’obiettivo della presente relazione è quello di effettuare una valutazione preventiva per quanto
riguarda i valori di inquinamento elettromagnetico ed il conseguente impatto ambientale derivante
dall’installazione di un impianto eolico in località Monte il Cerrone nel territorio comunale di
Mercatello sul Metauro (PU). L’impianto eolico sarà costituito da N° 9 aerogeneratori della potenza
unitaria di 3MW per una potenza complessiva dell’impianto di 27,0MW.
Come noto, i campi elettromagnetici generati dalla presenza di linee elettriche aeree, soprattutto
ad alta ed altissima tensione, destano non poche preoccupazioni, in quanto in grado di indurre
effetti nocivi sull’uomo, non a caso si ricorre sempre più spesso all’interramento di queste linee al
fine di ridurre e contenere entro limiti di accettabilità i valori di campo elettromagnetico nelle aree
interessate dalla presenza dell’uomo.
Le scelte progettuali riguardanti l’impianto eolico in questione permettono di guardare con estremo
ottimismo ai livelli di elettromagnetismo introdotti nell’ambiente dall’installazione in oggetto, infatti
la totalità delle linee di potenza per il collegamento degli aerogeneratori alla rete elettrica esistente
è caratterizzata da cabine di trasformazione e da un elettrodotto interrato in media tensione.
La valutazione dell’impatto elettromagnetico è stata condotta analizzando punto per punto tutti i
componenti che caratterizzano il collegamento tra aerogeneratori e Rete di Trasmissione
Nazionale (RTN), andando ad individuare per ognuno l’ampiezza delle fasce di rispetto all’interno
delle quali “non è consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario
ovvero ad uso che comporti una permanenza non inferiore a quattro ore1”.
In particolare per la stazione elettrica 30/132kV, si sono effettuate analogie e confronti con degli
studi effettuati dall’ARPA di Rimini e dall’ASL su analoghi sistemi già posti in opera. Mentre per le
cabine in media tensione e per l’elettrodotto interrato è stato effettuato il calcolo della fascia di
rispetto in accordo con le modalità individuate dall’APAT di concerto con ARPA ed allegate al DM
29/05/2008.
I risultati delle valutazioni condotte hanno mostrato come l’intero elettrodotto, comprese le cabine
di media tensione e la stessa stazione elettrica di elevazione da media ad alta tensione,
introducano valori di campo elettromagnetico molto al di sotto di quelli che dalla normativa vigente
vengono considerati valori limite, che consentono di minimizzare l’esposizione della popolazione e
dei lavoratori ai campi elettromagnetici, anche per la protezione da possibili effetti di lungo periodo.
3
La valutazione intrapresa ha dunque confermato che i valori di campo elettromagnetico introdotti
dal impianto eolico in oggetto non sono tali da destare preoccupazione alcuna per quanto riguarda
l’induzione di effetti nocivi sull’uomo.
2
SITUAZIONE NORMATIVA
La normativa nazionale per la tutela della popolazione dagli effetti dei campi elettromagnetici
disciplina separatamente le basse frequenze (es. elettrodotti) e le alte frequenze (es. impianti
radiotelevisivi, stazioni radiobase, ponti radio).
In generale il sistema di protezione dalle esposizioni agli inquinanti ambientali distingue gli effetti
prodotti sull’uomo come:
-
effetti acuti (o di breve periodo), basati su una soglia, per cui si fissano limiti di esposizione
che garantiscono - con margini cautelativi - la non insorgenza di tali effetti;
-
effetti cronici (o di lungo periodo), privi di soglia e di natura probabilistica (all’aumentare
dell’esposizione aumenta non l’entità ma la probabilità del danno), per cui si fissano livelli
operativi di riferimento per prevenire o limitare il possibile danno complessivo.
Il 14 febbraio 2001 è stata approvata dalla Camera dei deputati la legge quadro sull’inquinamento
elettromagnetico (L.36/01), la quale fornisce alcune definizioni riguardanti l’esposizione dell’uomo
ai campi elettromagnetici (CEM).
Limiti di esposizione
Valori di CEM che non devono essere superati in alcuna condizione di esposizione, ai fini
della tutela dagli effetti acuti
Valori di attenzione
Valori di CEM che non devono essere superati negli ambienti abitativi, scolastici e nei
luoghi adibiti a permanenze prolungate. Essi costituiscono la misura di cautela ai fini della
protezione da possibili effetti di lungo periodo
Obiettivi di qualità
Valori di CEM causati da singoli impianti o apparecchiature da conseguire nel breve,
medio e lungo periodo, attraverso l’uso di tecnologie e metodi di risanamento disponibili.
Sono finalizzati a consentire la minimizzazione dell’esposizione della popolazione e dei
lavoratori ai CEM anche per la protezione da possibili effetti di lungo periodo
Tabella 1: Definizioni di limiti di esposizione, di valori di attenzione e di obiettivi di qualità secondo la legge quadro
L.36/01.
I suddetti valori di riferimento sono definiti dal DPCM del 08/07/2003 (G.U. n. 200 del 29.8.2003)
“Fissazione dei limiti massimi di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di
qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi elettrici e magnetici
1
Legge 36/01 art. 4h.
4
generati alla frequenza di rete (50Hz) generati dagli elettrodotti”; tale decreto, per effetto di
quanto fissato dalla legge quadro sull’inquinamento elettromagnetico, stabilisce:
-
I limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità per la tutela della salute
della popolazione nei confronti dei campi elettromagnetici generati a frequenze non
contemplate dal D.M. 381/98, ovvero i campi a bassa frequenza (ELF) e a frequenza
industriale (50Hz);
-
I limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità per la tutela della salute
dei lavoratori professionalmente esposti nei confronti dei campi elettromagnetici generati a
frequenze
comprese
tra
0Hz
e
300GHz
(esposizione
professionale
ai
campi
elettromagnetici);
-
Le fasce di rispetto per gli elettrodotti in AT.
Per quanto riguarda campi elettromagnetici a frequenza industriale (50 Hz) relativi agli elettrodotti il
DPCM 08/07/2003 stabilisce i valori riportati nella seguente tabella:
Normativa
DPCM
Racc. 1999/512/CE
Limiti previsti
Induzione magnetica B (μT)
Intensità del campo
elettrico E (V/m)
Limite d’esposizione
100
5.000
Limite d’attenzione
10
Obiettivo di qualità
3
Livelli di riferimento
(ICNIRP1998, OMS)
100
5.000
Tabella 2: Limiti di esposizione, limiti di attenzione e obiettivi di qualità del DPCM 08/07/03, confrontati con i livelli di
riferimento della Raccomandazione 1999/512CE.
Il limite d’attenzione di 10μT si applica nelle aree di gioco per l’infanzia, negli ambienti abitativi,
negli ambienti scolastici e in tutti i luoghi in cui possono essere presenti persone per almeno 4 ore
al giorno. Tale valore è da intendersi come mediana dei valori nell’arco delle 24 ore nelle normali
condizioni d’esercizio.
L’obiettivo di qualità di 3μT si applica ai nuovi elettrodotti nelle vicinanze dei sopraccitati ambienti e
luoghi, nonché ai nuovi insediamenti ed edifici in fase di realizzazione in prossimità di linee e di
installazioni elettriche già esistenti (valore inteso come mediana dei valori nell’arco delle 24 ore
nelle
normali
condizioni
di
esercizio).
Da
notare
che
questo
valore
corrisponde
5
approssimativamente al livello di induzione prevedibile, per linee a pieno carico, alle distanze di
rispetto stabilite dal vecchio DPCM 23/04/92. Si ricorda che i limiti di esposizione fissati dalla legge
sono di 100μT per lunghe esposizioni e di 1000 μT per brevi esposizioni. Da ricordare, inoltre, che
per le linee elettriche in MT (linee aeree a 30kV) esiste il DM 16/01/91 del Ministero dei Lavori
Pubblici, il quale stabilisce per tali linee una distanza di circa 3 m dai fabbricati.
Sebbene le Regioni possano prescrivere obiettivi di tutela più restrittivi rispetto a quanto riportato
dai decreti, la Corte Costituzionale, con sentenza n. 307 del 23 settembre – 7 ottobre 2003, ha
dichiarato l’illegittimità costituzionale di alcune leggi regionali (Marche, Campania, Puglia e
Umbria) che fissavano valori di soglia e/o distanze di rispetto dalle sorgenti più restrittivi previsti
dalla legge 36/01 e dai suoi decreti attuativi. Per cui, per le valutazioni nell’ambito del presente
studio, si è fatto riferimento ai limiti di cui alla tabella precedente.
La determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti, invece, risale alla legge 22/02/2001,
n.36 “Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed
elettromagnetici”. Secondo l'art. 4, comma h, di tale legge “all'interno delle fasce di rispetto non è
consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso
che comporti la permanenza non inferiore a quattro ore”. A riguardo, l'art. 6 del DPCM del
08/07/2003 recita: “Per la determinazione delle fasce di rispetto si dovrà far riferimento all'obiettivo
di qualità di cui all'art .4 ed alla portata in corrente in servizio normale dell'elettrodotto, come
definita dalla norma CEI 11-60, che deve essere dichiarata dal gestore al Ministero dell'ambiente e
della tutela del territorio, per gli elettrodotti con tensione superiore a 150kV, e alle regioni, per gli
elettrodotti con tensione non superiore a 150kV. I gestori provvedono a comunicare i dati per il
calcolo e l'ampiezza delle fasce di rispetto ai fini delle verifiche delle autorità competenti”.
La metodologia di calcolo dell’ampiezza delle fasce di rispetto è stata definita da APAT in concerto
con ARPA e con l’approvazione del Ministero dell’Ambiente e della tutela del Territorio come da
allegato al DM 29/05/2008 “Metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di
rispetto degli elettrodotti”.
6
3
DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO
In linea di principio il funzionamento dell’impianto eolico prevede che ogni aerogeneratore investito
dal flusso del vento produca energia in bassa tensione (BT - 400V), tramite una cabina di
trasformazione posta all’interno dell’aerogeneratore si effettua una prima trasformazione da bassa
BT a media tensione (MT – 30kV). Nel caso in esame i N° 9 aerogeneratori sono suddivisi in due
gruppi, composti rispettivamente da cinque e quattro aerogeneratori. Gli aerogeneratori di
ciascuno dei due gruppi sono collegati mediante una linea interrata in MT, le due linee poi vanno a
formare un unico elettrodotto di collegamento in MT alla stazione elettrica di elevazione dove
avviene la trasformazione da MT ad alta tensione (AT – 132kV). Il collegamento alla RTN avviene
all’interno della stazione elettrica 30/132kV mediante una connessione in sbarra.
Essendo dunque, gli elettrodotti, le cabine e la stazione elettrica facenti parte dell’impianto eolico,
interessate da tensioni e correnti in bassa, media ed alta tensione con frequenza 50Hz, esse
rappresentano delle sorgenti di campo elettromagnetico a bassissima frequenza.
I campi elettromagnetici a frequenze estremamente basse (ELF), quali quelli che si manifestano
nell’esercizio degli impianti eolici, sono quelli con frequenze fino a 300Hz. A frequenze così basse
corrispondono lunghezze d’onda in aria molto grandi (6.000km a 50Hz e 5.000km a 60Hz) e, in
situazioni pratiche, il campo elettrico e quello magnetico agiscono in modo indipendente l'uno
dall'altro e sono calcolati e misurati separatamente.
In particolare i campi elettrici sono prodotti dalle cariche elettriche e la loro intensità viene misurata
in volt al metro (V/m) o in chilovolt al metro (kV/m). L'intensità dei campi elettrici è massima vicino
alla sorgente e diminuisce con la distanza. Essi vengono schermati dalla maggior parte dei
materiali di uso comune.
La scelta di operare con linee in MT schermate ed interrate, permette di poter trascurare l’effetto
dovuto al campo elettrico, soprattutto in virtù dell’effetto schermante del terreno. A supporto di
questa considerazione si può fare riferimento a risultati ottenuti con misure effettuate in impianti
eolici paragonabili a quello oggetto del presente studio, dove si sono rilevati valori di campo
elettrico ben al di sotto del limite di 5.000V/m imposto dalla legge.
Diversamente
i campi magnetici sono prodotti dal moto delle cariche elettriche, cioè dalla
corrente. La loro intensità si misura in ampere al metro (A/m), ma è spesso espressa in termini di
una grandezza corrispondente, l'induzione magnetica, che si misura in Tesla (T). I campi magnetici
7
sono massimi vicino alla sorgente e diminuiscono con la distanza. Essi contrariamente ai campi
elettrici non vengono schermati dalla maggior parte dei materiali di uso comune ma li attraversano
facilmente.
Alla luce di quanto detto andremo dunque ad individuare le cosiddette fasce di rispetto per le
principali sorgenti di campo elettromagnetico, concentrando l’attenzione unicamente sullo studio
del campo magnetico. Le principali sorgenti di campo sono:
3.1
-
le linee interrate in MT che compongono l’elettrodotto;
-
la stazione elettrica 30/132kV;
-
le cabine di trasformazione di macchina.
Linee interrate in MT
Come già illustrato, l’energia prodotta dagli aerogeneratori in BT viene trasformata in MT e
trasportata fino alla stazione elettrica di elevazione, dove viene ulteriormente trasformata in AT
prima di essere immessa nella RTN.
Il trasporto dell’energia in MT avviene mediante cavi, interrati ad una profondità compresa tra 80 e
120cm, posati su letto di sabbia secondo quanto descritto dalla modalità M delle norme CEI 11-17.
In corrispondenza degli attraversamenti stradali, lo strato di sabbia è chiuso in superficie, a
contatto con il manto stradale, da un getto di cls magro spessore 30cm.
Oltre ai suddetti cavi MT sarà posizionata nello scavo un’ulteriore linea di segnale entro apposita
tubazione in PE ed una corda di rame nuda.
La sezione dei cavi di ciascun tronco di linea è calcolata in modo da essere adeguata alle correnti
da trasportare nelle condizioni di massima produzione degli aerogeneratori turbine.
3.2
La stazione elettrica e le cabine di trasformazione di macchina
La cabina di trasformazione è ubicata all’interno della torre tubolare di sostegno di ogni
aerogeneratore. Questa, essenzialmente, ha il compito di trasformare l’energia elettrica prodotta
dal generatore posto nella navicella, dalla tensione di ingresso pari a 400 V (bassa tensione), alla
tensione di 30kV, ossia in media tensione.
8
Nella stazione elettrica sarà effettuata la trasformazione da media ad alta tensione. Essa è
costituita da un trasformatore MT/AT di potenza adeguata, da tutte le apparecchiature AT per la
protezione dell’impianto e la misura delle tensioni e correnti, nonché da tutte le apparecchiature
elettriche di protezione e misura dell’impianto MT, le apparecchiature BT per i servizi ausiliari e le
relative strutture di tipo monoblocco in cemento armato vibrato per il loro alloggiamento.
4
VALUTAZIONE DELLE DISTANZE DI PRIMA APPROSSIMAZIONE
Secondo quanto definito dal DM 29/05/2008, al fine di determinare le fasce di rispetto degli obiettivi
di qualità si può procedere inizialmente alla valutazione della cosiddetta Distanza di Prima
Approssimazione (DPA) che “per le linee elettriche è la distanza minima, in pianta sul livello del
suolo, dalla proiezione del centro linea che garantisce che ogni punto si trovi all’esterno delle fasce
di rispetto. Per le cabine è la distanza, in pianta sul livello del suolo, da tutte le pareti della cabina
stessa che garantisce i requisiti di cui sopra.”
Per l’individuazione della DPA relativa alle linee elettriche (aeree o interrate) e per le cabine di
trasformazione MT/BT è possibile fare riferimento a quanto previsto dalla norma CEI 106-11 Parte
1, in cui si definiscono modelli semplificati che consentono, con semplici passaggi, di individuare le
distanze di prima approssimazione.
Per quanto riguarda la sottostazione, la DPA è stata ricavata per analogia, sulla base di misure
effettuate su impianti in esercizio analoghi a quello oggetto del presente studio.
4.1
Cavidotti in MT
Per ciò che concerne l’elettrodotto interrato, la valutazione della DPA è stata condotta secondo la
guida CEI 106-11 Parte 1, “Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli
elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 8 luglio 2003 (Art. 6) Parte 1: Linee elettriche
aeree e in cavo”. La guida propone soluzioni analitiche approssimate per l’individuazione della
DPA, in vari casi pratici.
L’elettrodotto in ingresso alla stazione elettrica è costituito da una doppia terna interrata in MT la
quale deriva dall’unione delle due terne singole interrate provenienti da ciascuno dei due gruppi di
aerogeneratori. L’interramento è una soluzione che permette di poter trascurare il campo elettrico
già a livello della superficie del terreno, grazie all’effetto schermante di quest’ultimo, mentre la
9
suddivisione della linea in due terne è una soluzione derivante dai valori delle correnti che si
devono convogliare alla stazione elettrica di elevazione.
La guida CEI 106-11 Parte 1, nel caso di doppia terna interrata, suggerisce per la valutazione della
DPA l’approccio tramite il modello di calcolo standardizzato definito dalla CEI 211-4, in quanto le
varie combinazioni possibili tra i parametri elettrici e geometrici che entrano in gioco nella
distribuzione del campo magnetico non permettono un approccio tramite soluzione analitica
semplificata che può invece essere utilizzata per la singola terna interrata.
Riportiamo in figura 1 il confronto tra i profili laterali dell’induzione magnetica, calcolata con il
calcolo standardizzato, ad 1 metro da terra di due terne posate rispettivamente a trifoglio ed in
piano.
Figura 1: Confronto tra i profili laterali dell’induzione magnetica a 1 m da terra di due terne posate rispettivamente a
trifoglio e in piano a contatto, I = 1.000 A, profondità di posa = 1,2 m, diametro cavi 100mm (CEI 106-11 Parte 1).
10
4.1.1
Procedura di calcolo e condizioni al contorno
La guida CEI 106-11 Parte 1 fa riferimento ad un modello bidimensionale semplificato valido per
conduttori paralleli, in particolare si definisce una sezione ortogonale alla direzione dei cavi e si
studia il profilo dell’induzione del campo magnetico su tale sezione.
Per il calcolo dell’induzione magnetica il terreno viene considerato come un piano avente
permeabilità magnetica relativa pari a 1 e quindi come se fosse completamente trasparente al
campo magnetico, il calcolo dell’induzione viene effettuato tramite la legge di Biot-Savart, che

esprime in un generico punto dello spazio il valore dell’induzione magnetica B generata da un

conduttore rettilineo percorso da corrente I attraverso la formula:

B
0 I ^ ^
uI ur
2 d
Dove d è la distanza tra il conduttore ed il punto di calcolo; definiamo dunque una sezione
ortogonale ai conduttori interrati assumendo l’asse z concorde con la direzione dei cavi, lo studio
del profilo dell’induzione magnetica su un piano ortogonale ai conduttori si traduce nello studio del
profilo dell’induzione magnetica sul piano x, y e la legge di Biot-Savart si può scrivere con le
seguenti:
Bx 
By 

 ^
x
i
2
2
 p  xi   y p  yi  
yi  y p
0
2
 I  x
0
2

 ^
x p  xi
I

i i x  x 2  y  y 2   y
 p i

p
i
i
dove xi , y i rappresentano le coordinate del conduttore i-esimo percorso dalla corrente I i mentre
x p , y p sono le coordinate del punto dove si vuole valutare l’induzione del campo magnetico.
Con il modello suddetto si sono valutate le due soluzioni che contemplano le possibili pose in
opera dei cavi in doppia terna e cioè la configurazione con due terne a trifoglio distanziate tra loro
di 30cm e quella con due terne in piano a contatto tra loro, soluzioni che dalla figura 1 sembrano
produrre i valori più contenuti di induzione magnetica sul piano verticale.
11
Figura 2: Sezione verticale delle due possibili soluzioni di posa in opera studiate.
Per le singole terne che collegano i due gruppi di aerogeneratori la CEI 106-11 Parte 1 definisce
invece delle formule analitiche semplificate alternative al metodo sopra illustrato, in grado di
stimare con buona approssimazione il luogo dei punti all’esterno del quale il valore dell’induzione
magnetica, generato dalla terna percorsa da corrente, si mantiene inferiore all’obiettivo di qualità di
3T .
In particolare indicando con d la profondità di interramento della terna, I il modulo della corrente
che attraversa i conduttori ed S la distanza tra i baricentri dei singoli conduttori abbiamo:
-
singola terna interrata disposta in piano DPA  0,115  S  I  d 2
-
singola terna interrata disposta a trifoglio DPA  0,082  S  I  d 2
Le condizioni al contorno considerate per lo studio dell’induzione magnetica sul piano x, y sono le
più critiche possibili, al fine di rendere conservativa la valutazione condotta, ed in particolare:

la velocità media annua del vento nel sito vm  6,0m / s ;

il numero di ore annue equivalenti di funzionamento dell’impianto (numero di ore all’anno
per il quale le macchine producono la quantità di energia stimata funzionando a piena
potenza) heq  1972 ore ;

la potenza nominale (che con la tipologia di aerogeneratori adottati è la massima potenza
raggiungibile) Pr  3.000kW ;
12

la corrente nominale (che con la tipologia di aerogeneratori adottati è la massima corrente
che può circolare) I r  57,75 A ;

la corrente media nell’anno I m  13,00 A ;

la minima profondità di posa dei cavi H  0,80m ;

la distanza tra i baricentri dei singoli conduttori S  0,05m .
4.1.2
Risultati dei calcoli
Le sezioni sulle quali si è deciso di effettuare lo studio sono due:

la prima sezione è posizionata in corrispondenza della singola terna che collega il gruppo
costituito da N° 5 aerogeneratori con la stazione elettrica di elevazione, sulla quale insiste
la corrente più elevata; la singola terna è costituita da conduttori di sezione pari a 185mm2.

la seconda sezione è posizionata in corrispondenza della doppia terna interrata che collega
l’intero impianto eolico alla stazione elettrica di elevazione; la doppia terna è costituita da
conduttori di superficie pari a 400mm2.
SINGOLA TERNA
Come già accennato, per la singola terna che collega il gruppo di N° 5 aerogeneratori la DPA è
identificata con il metodo semplificato sopra esposto.
In base alle condizioni al contorno definite in precedenza la corrente che attraversa la terna in
oggetto sarà:

corrente nominale generata dai 5 aerogeneratori del gruppo nei periodi di produzione di
picco I r  57,75  5  289 A ;

corrente media nell’anno I m  13,00  5  65 A .
Si sono pertanto effettuate 4 valutazioni:

layout con conduttori disposti a trifoglio e terna percorsa dalla corrente nominale
I r  289 A ;

layout con conduttori disposti in piano e terna percorsa dalla corrente nominale I r  289 A ;
13

layout con conduttori disposti a trifoglio e terna percorsa dalla corrente media di linea
I m  65 A ;

layout con conduttori disposti in piano e terna percorsa dalla corrente media di linea
I m  65 A ;
In tabella 3 sono riportati i risultati ottenuti applicando il modello semplificato proposto dalla guida
CEI 106-11 Parte 1.
IN PIANO
A TRIFOGLIO
Corrente nominale Ir=289 A
1,01 m
0,74 m
Corrente media annua Im=65 A
0,00 m
0,00 m
Tabella 3: Fasce di rispetto calcolate per la singola terna di collegamento secondo la guida CEI 106-11 Parte 1
considerando configurazioni in piano ed a trifoglio.
DOPPIA TERNA
I valori di corrente che attraversano la doppia terna di collegamento alla stazione elettrica
30/132kV sono invece i seguenti:

corrente nominale generata dai N° 9 aerogeneratori nei periodi di produzione di picco
I r  57,75  9  520 A ;

corrente media nell’anno I m  13,00  9  117 A .
Indichiamo con T 1 e T 2 le terne che collegano i N° 9 aerogeneratori alla sottostazione primaria,
una delle due terne serve un gruppo di N° 5 aerogeneratori ( T 1 ) mentre l’altra serve un gruppo di
N° 4 aerogeneratori ( T 2 ), perciò:

la corrente nominale che attraversa T 1 sarà I r T 1  57,75  5  289 A ;

la corrente nominale che attraversa T 2 sarà I r T 2  57,75  4  231A ;

corrente media nell’anno che attraversa T 1 sarà I mT 1  13,00  5  65 A ;

corrente media nell’anno che attraversa T 1 sarà I mT 2  13,00  4  52 A ;
14
Si sono perciò effettuate in tutto 4 valutazioni:

layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa
dalla corrente di linea nominale I r T 1  289 A e I r T 2  231A ;

layout con conduttori disposti in piano con cavi a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla
corrente di linea nominale I r T 1  289 A e I r T 2  231A ;

layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa
dalla corrente di linea media I mT 1  65 A e I mT 2  52 A ;

layout con conduttori disposti in piano con cavi a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla
corrente di linea media I mT 1  65 A e I mT 2  52 A ;
la valutazione è stata eseguita studiando il profilo di induzione magnetica a livello del terreno, ad
un’altezza di 0,5 metri dal terreno e ad un’altezza di 1 metro dal terreno; di seguito sono riportati i
risultati delle valutazioni eseguite.
15
Layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni
terna percorsa dalla corrente di linea nominale IrT1=289 A e IrT2=231 A
con configurazione delle fasi del tipo RST-TRS.
H = 0,0 metri
H = 0,5 metri
H = 1,0 metri
0,000004
Induzione Magnetica B [ T ]
0,000003
0,000002
0,000001
0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Scostamento dall'asse dello scavo [m]
Figura 4: Distribuzione dell’induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna a trifoglio con interasse tra le
terne di 30cm, correnti nominali pari a IrT1=289 A e IrT2=231 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TRS.
16
Layout con conduttori disposti in piano con terne a contatto tra loro, ogni terna
percorsa dalla corrente di linea nominale IrT1=289 A e IrT2=231 A con
configurazione delle fasi del tipo RST-TSR.
H = 0,0 metri
H = 0,5 metri
H = 1,0 metri
0,000004
Induzione Magnetica B [ T ]
0,000003
0,000002
0,000001
0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Scostamento dall'asse dello scavo [m]
Figura 5: Distribuzione dell’induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna in piano con le terne a contatto
tra loro, correnti nominali pari a IrT1=289 A e IrT2=231 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TSR.
17
Layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna
percorsa dalla corrente di linea media ImT1=65 A e ImT2=52 A
con configurazione delle fasi del tipo RST-TRS.
H = 0,0 metri
H = 0,5 metri
H = 1,0 metri
0,000004
Induzione Magnetica B [ T ]
0,000003
0,000002
0,000001
0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Scostamento dall'asse dello scavo [m]
Figura 6: Distribuzione dell’induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna a trifoglio con interasse tra le
terne di 30cm, correnti medie pari a ImT1=65 A e ImT2=52 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TRS.
18
Layout con conduttori disposti in piano con terne a contatto tra loro, ogni terna
percorsa dalla corrente di linea media ImT1=65 A e ImT2=52 A con configurazione delle
fasi del tipo RST-TSR.
H = 0,0 metri
H = 0,5 metri
H = 1,0 metri
0,000004
Induzione Magnetica B [ T ]
0,000003
0,000002
0,000001
0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Scostamento dall'asse dello scavo [m]
Figura 7: Distribuzione dell’induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna in piano con le terne a contatto
tra loro, correnti medie pari a ImT1=65 A e ImT2=52 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TSR.
19
4.1.3
Considerazioni sui risultati ottenuti
Con riferimento alla sezione verticale di studio, per ognuno dei due casi (conduttori a trifoglio e
conduttori in piano) sono stati riportati i risultati ottenuti con la configurazione ottimale delle fasi,
che riduce al minimo l’induzione magnetica sul piano verticale. Per la configurazione a trifoglio la
disposizione delle fasi considerata è del tipo RST-TRS mentre per la configurazione in piano è del
tipo RST-TSR.
Analizzando i risultati si osserva come, sia la sezione a singola terna che quella a doppia terna, in
condizioni di corrente media annuale, determinino profili di induzione magnetica sull’asse dello
scavo a livello del terreno inferiori agli obiettivi di qualità stabiliti dal DPCM 08/07/2003.
Diversa è la situazione nel caso in cui le terne sono attraversate dalla corrente massima, in questa
ipotesi si osservano i seguenti risultati:

per la sezione a singola terna, a livello del terreno, l’obiettivo di qualità viene rispettato a
distanze superiori ad 1,01 metri dall’asse dello scavo per la posa in piano, mentre nel caso di
posa a trifoglio l’obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori a 0,74 metri dall’asse
dello scavo.

per la sezione a doppia terna, a livello del terreno, l’obiettivo di qualità viene rispettato a
distanze superiori a 0,40 metri dall’asse dello scavo per la posa in piano, mentre nel caso di
posa a trifoglio l’obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori a 0,80 metri dall’asse
dello scavo.
Inoltre è importante sottolineare che le condizioni di corrente massima sono ipotizzabili per circa
un terzo dell’anno, mentre per i restanti due terzi la corrente che circola nell’elettrodotto sarà
prossima alla corrente media di calcolo.
La distribuzione di induzione magnetica a 0,5 metri e ad 1 metro dal livello del suolo risulta in ogni
caso abbondantemente al di sotto dei limiti previsti dalla legge.
Altra considerazione a favore della sicurezza è il fatto che il piano d’appoggio dei conduttori è stato
considerato ad una quota di 0,80m sotto il livello del suolo, quota minima per linee di questo tipo
che può arrivare anche a valori di 1,20m, inoltre i cavi sono provvisti di opportune schermature che
riducono gli effetti del campo elettromagnetico a distanza.
20
Alla luce di queste valutazioni, scegliendo come nel nostro caso una posa in opera di tipo in piano,
considerare una DPA di 1 metro dall’asse dello scavo nel caso di singola terna e di 0,80 metri
dall’asse dello scavo nel caso di doppia terna permette di avere la certezza che i valori di
induzione magnetica siano al di sotto dell’obiettivo di qualità definito dal DPCM 08/07/2003 come
riportato in figura 8.
Figura 8: DPA per singola e doppia terna interrata con modalità di posa in piano e disposizione delle fasi del tipo
RST-TSR.
21
4.2
Le cabine di trasformazione MT/BT
Le cabine di trasformazione MT/BT come già detto sono poste all’interno degli aerogeneratori, i
valori di campo elettromagnetico per queste cabine sono ovviamente inferiori a quelli che si
generano intorno alla stazione elettrica di elevazione.
Il DM 29/05/2008 definisce una metodologia semplificata per individuare le DPA di una cabina
elettrica standard di dimensioni 4,00m x 2,40m x 2,70m (h) definendo la DPA per cabine elettriche
come la distanza dalle pareti della cabina standard oltre la quale i valori di campo elettromagnetico
sono sicuramente inferiori agli obiettivi di qualità stabiliti dal DPCM 08/07/2003.
4.2.1
Procedura di calcolo e condizioni al contorno
La valutazione della DPA è stata effettuata con modello semplificato, il quale considera un sistema
trifase percorso da corrente pari alla corrente nominale di bassa tensione del trasformatore e con
distanza tra le fasi pari al diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore.
I dati di partenza sono pertanto:

corrente nominale di bassa tensione del trasformatore I [A] ;

diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore d [m] .
Il DM 29/05/2008 fornisce la relazione che consente di ricavare la DPA [m] in funzione del
diametro dei cavi:
Dpa
I
 0,40942  d 0,5241
inoltre fornisce una rappresentazione grafica della relazione di rapido utilizzo:
22
Figura 9: Rappresentazione dell’andamento del rapporto tra DPA e radice della corrente nominale al variare del
diametro dei cavi.
4.2.2
Calcolo della DPA
Il lato in bassa tensione a monte del trasformatore della cabina presenta le seguenti caratteristiche
elettriche:

potenza dell’aerogeneratore Pr  3,0MW ;

tensione di uscita di bassa Vo  400V ;

corrente di bassa I  4330 A ;

diametro dei cavi d  0,05m .
Applicando la suddetta relazione si ottiene una DPA  5,60m che va arrotondata al mezzo metro
superiore ottenendo una distanza dalle pareti perimetrali della cabina standard di 5 metri.
4.2.3
Considerazioni sul risultato ottenuto
I risultati ottenuti mostrano che la DPA necessaria al fine di mantenere i livelli di elettromagnetismo
al di sotto degli obiettivi di qualità individuati dal DPCM 08/07/2003 è di 5,60 metri dalle pareti della
cabina standard, al fine di estendere questo risultato al caso reale consideriamo la fascia di
rispetto come quella definita dalla corona circolare che, dal perimetro della base del pilone, si
estende per un’ampiezza di 6,26 metri fino ad inscrivere completamente la fascia di rispetto della
ipotetica cabina standard come rappresentato in figura 10.
23
Figura 10: Fascia di rispetto e DPA per le cabine di trasformazione MT/BT poste alla base dei piloni di sostegno degli
aerogeneratori.
4.3
La stazione elettrica 30/132kV
Per quanto riguarda la soluzione di connessione il progetto prevede il collegamento in antenna con
una stazione di smistamento Terna 132 kV, di futura realizzazione, inserita in entra-esci sulla linea
132 kV Città di Castello – Sant’Angelo in Vado.
La sottostazione Elettrica di collegamento dell’impianto eolico deve essere realizzata in adiacenza
alla stazione di smistamento Terna 132 kV di futura realizzazione. L’allegato al DM 29/05/2008 al
punto 5.2.2 afferma che per le sottostazioni primarie “la DPA e quindi la fascia di rispetto rientrano,
generalmente, nei confini di pertinenza dell’impianto stesso”.
Il campo elettromagnetico intorno alla stazione elettrica infatti dipendente in maniera
preponderante dalle linee di potenza entranti ed uscenti dalla stazione stessa, mentre il campo
elettromagnetico dovuto ai trasformatori ed alle apparecchiature misurato oltre le recinzioni, è in
genere indistinguibile dai livelli di fondo dell’ambiente, ne consegue che la costruzione della nuova
stazione elettrica in progetto non determina, all’esterno dei confini di pertinenza dell’impianto, livelli
di campo elettromagnetico superiori all’obiettivo di qualità definito nel DPCM 08/07/2003.
A supporto di quanto appena esposto si citano i risultati di alcune misurazioni effettuate dall’ARPA
di Rimini nel 1994 in alcune cabine primarie (v. Inquinamento Elettromagnetico, P. Bevitori et al. Maggioli Editore, 1997 - pagg. 188-190). Il campo elettrico misurato lungo il perimetro di recinzione
di cabine primarie è risultato sempre inferiore a 5 V/m; si ricorda che i limiti di legge per il campo
24
elettrico sono di 5000 V/m per lunghe esposizioni e di 10.000 V/m per brevi esposizioni. Il livello di
induzione magnetica è sempre risultato minore di 0,2 μT.
Nella tabella 4 sono riportati, invece, i valori del campo elettrico e del campo magnetico rilevato a
seguito di misurazioni effettuate dall’ASL su campi funzionanti.
La misura è stata effettuata in una zona dove sono presenti due parchi eolici ognuno dei quali di
potenza paragonabile all’impianto in esame, ponendo la sonda ad un’altezza di 1,5 metri dal piano
di calpestio e posizionata vicino alla porta di ingresso della sottostazione, all’interno della
sottostazione, vicino ad una linea alta tensione a 150kV, ed alla periferia degli impianti.
Si nota come solo il valore misurato all’interno della sottostazione è superiore a 3 μT, obiettivo di
qualità nel DPCM 08/07/2003, mentre tutte le altre misure soddisfano anche tale valore.
Il raccordo a 132kV tra l’elettrodotto a valle del trasformatore MT/AT e la RTN avviene totalmente
all’interno della stazione elettrica 132/30kV tramite sbarra di collegamento, perciò la valutazione
della DPA della stazione include anche il raccordo a 132kV.
Da quanto detto si evince che il rispetto degli obiettivi di qualità ai confini di pertinenza della
stazione consente di poter far coincidere la DPA con i confini di pertinenza della stazione elettrica.
Valore di intensità di
campo elettrico (V/m)
Valore di intensità di induzione magnetica
Porta ingresso sottostazione
350
0,7
Interno alla sottostazione
179
4,2
Vicino alla linea alta tensione 150KV
435
0,3
0
0,1
Luogo di misura
Periferia dell’impianto
(10
6
tesla)
Tabella 4: Valori del campo elettrico e del campo magnetico rilevato a seguito di misurazioni effettuate dall’ASL su
campi funzionanti.
5
CONCLUSIONI
Lo studio condotto ha portato a definire le DPA per le tre sorgenti di campo elettromagnetico,
distanze che garantiscono il rispetto degli obiettivi di qualità come definito dal DPCM 08/07/2003,
in particolare si è visto come per la stazione elettrica 30/132kV si possa considerare il confine
d’impianto come fascia di rispetto, in quanto all’esterno di tale confine non si riescono a distinguere
i valori di campo elettromagnetico dal rumore di fondo.
25
Inoltre all’interno della stazione non è prevista la permanenza di personale se non per brevi
interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria.
Le cabine di trasformazione MT/BT presenti all’interno dei piloni di sostegno degli aerogeneratori
sono interessati da valori di corrente molto elevati, per queste la DPA che deve essere rispettata
dalle pareti della cabina (involucro del pilone) è di 6,26 metri e definisce una fascia di rispetto che
può essere rappresentata da una corona circolare di spessore pari alla DPA attorno al pilone.
Infine per quello che riguarda l’elettrodotto in media tensione che collega gli aerogeneratori alla
sottostazione elettrica 30/132kV si è posta l’attenzione sia sul tratto a singola terna che collega il
gruppo più numeroso di aerogeneratori (terna dunque attraversata dalla corrente maggiore) che su
quello a doppia terna che viene attraversato da tutta la corrente prodotta dall’impianto e si è visto
come, con posa in piano e configurazione delle fasi del tipo RST-TSR, si ottiene una DPA di 1
metro dall’asse dello scavo che individua dunque una fascia di rispetto di 2 metri per la singola
terna ed una DPA di 0,80 metri dall’asse dello scavo che individua una fascia di rispetto di 1,60
metri per la doppia terna.
Considerando che all’interno delle fasce di rispetto individuate non sono presenti né previste
attività o edifici con destinazione d’uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso che
comporti una permanenza di persone superiore a quattro ore, si può ritenere che dal punto di vista
elettromagnetico l’impianto eolico in oggetto non rappresenta un pericolo per la salute pubblica.
Urbania, lì 29 Aprile 2010
Il tecnico
Dott. Ing. Guglielmo Cetrone
26