IMPIANTO DI PRODUZIONE DI ENERGIA
DA FONTE EOLICA 6.00 MWE
RICHIESTA DI AUTORIZZAZIONE AI SENSI DEL
DLGS. 387/2003
Progetto impianto
Committente: LA RAFFAELLO di Mancuso Raffaele
Napoli, 02 settembre 2008
Studio Associato ENERMAN
Via Alessandro Scarlatti 150 - Napoli
Ing. Nicola Claudio Cirillo
Studio Tecnico Ferraina
Corso Cristoforo Colombo 60 - Caraffa di Catanzaro (CZ)
Ing. Giuseppe Ferraina
Ing. Elio Lista
INDICE
1
1.1
1.2
DESCRIZIONE DEL IMPIANTO EOLICO
Il progetto dell'impianto
Scelta della torre
PAG.
3
2
2.1
2.2
2.3
2.4
TIPOLOGIA DEI LUOGHI
Collocazione geografica
Densità abitativa
Destinazione attuale dei luoghi
Accessibilità
PAG.
4
3
3.1
DIMENSIONAMENTO DELL'IMPIANTO
Impianto previsto
PAG.
7
4
4.1
4.2
4.3
OPERE CIVILI
Viabilità e piazzola
Postazione di macchina
Fondazione aerogeneratore
PAG.
7
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
OPERE ELETTROMECCANICHE
Rete elettrica interna al impianto eolico
Cabina elettrica
Rete elettrica sino alla stazione elettrica di trasformazione
Impianto di terra
Caratteristiche tecniche delle macchine
Dati elettrici nominali
PAG.
11
La Raffaello - Impianto eolico “S. Fantino" Isola di Capo Rizzuto (KR)
2
1 - DESCRIZIONE DELL'IMPIANTO EOLICO "S. FANTINO "
1.1
Il progetto preliminare dell'impianto
In questo paragrafo viene descritto il progetto dell'impianto eolico denominato “San Fantino”,
passando in rassegna le diverse opere che occorre realizzare. E' utile premettere una visione
d'insieme della struttura di un normale impianto eolico.
Unità fondamentale dell'impianto è la postazione in cui trova collocazione aerogeneratore con la
relativa cabina elettrica di trasformazione in MT da 12 a 20 kV.
La postazione di macchina sono tante quanti gli aerogeneratori da installare e, salvo inevitabili
adattamenti in sviluppo verticale dovuti a differenze orografiche, presentano il più elevato grado di
standardizzazione possibile in termini di dimensioni, forma e disposizione reciproca sia di
aerogeneratore che di cabina, a tutto beneficio del risparmio di tempo in fase di posa in opera e
montaggio.
1.2
Scelta della torre
Le torri sono strutture schematicamente rappresentabili da un sostegno verticale, alla cui sommità
è collocata una navicella porta-mozzo, con funzione cioè di supporto per l'elica (rotore) avente
asse orizzontale, quest'ultima adibita alla captazione del vento, ed in genere avente diametro circa
pari all'altezza del sostegno.
Il sostegno sarà di tipo tubolare costituito da 6 tronchi, con sezione circolare decrescente con
l'altezza e diametro variabile fra i 4,30 metri della base ed i 3,08 metri all’altezza del mozzo,
quest’ultimo posto ad una quota di 100 metri.
Alla sommità del sostegno viene posta una struttura scatolare metallica chiusa (navicella), ove
sono alloggiati i supporti per il rotore, il moltiplicatore di giri, l'alternatore per la trasformazione
dell'energia meccanica in elettrica, ed i meccanismi necessari al controllo della velocità dell'elica
ed al miglior posizionamento della navicella in funzione della direzione del vento. La navicella pesa
complessivamente 118 t, che aggiunti alle 66 t del rotore ed alle 154 t del sostegno determinano
una stazza complessiva delle macchine di 338 t.
Dalla navicella dipartono i cavi elettrici di potenza e di terra sino alla base del tubolare, ove si trova
la sezione sbarre di potenza del quadro di controllo, con gli interruttori di generatore ed ausiliari.
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2 - TIPOLOGIA DEI LUOGHI
2.1
Collocazione geografica
L'area presa in considerazione per la realizzazione del presente progetto è situata in Calabria, in
provincia di Crotone. Precisamente, si tratta di una superficie in un contesto collinare nel comune
di Isola di Capo Rizzuto (KR) al confine con il Comune di Cutro (KR), dal cui abitato dista circa
6 km, come evidenziato nella figura 1 e la cui particolarizzazione catastale e geografica è riportata
negli allegati di progetto.
2.2
Densità abitativa
I luoghi in esame si trovano in aree compatte e caratterizzate dalla medesima destinazione d'uso,
attualmente terreno all'incolto.
I luoghi prescelti fanno parte di una più vasta area con destinazione tipicamente agricola: tale
caratterizzazione del territorio comporta una sacrsissima densità abitativa media e la presenza di
vaste porzioni prive da insediamenti abitativi, quale ad esempio la zona prescelta per
l'installazione.
2.3
Destinazione attuale dei luoghi
Essi presentano prevalentemente una destinazione di tipo agricolo, nella quasi totalità con
vegetazione promiscua, mentre sono assenti le superfici adibite al pascolo.
Nella zona non esistono insediamenti di tipo produttivo ed è evidente la scarsa presenza stabile di
ogni forma antropica ed abitativa nel sito in esame, limitandosi la presenza occasionale e non
puntuale di agricoltori in tutta l‘area in esame; ciò, giusto quanto espresso nel paragrafo
precedente, si riflette positivamente sulla presenza dell'impianto eolico: il suo inserimento si ritiene
che possa invece fornire un'occasione di interesse e sviluppo, con ricadute positive in termini di
maggior valore dei terreni ed apprezzamento della zona, almeno nelle parti con manifesta
ventosità.
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2.4
Accessibilità
Come si evince dalla mappa di Fig. 1 e dalle cartografie allegate è previsto che l'impianto si
sviluppi in zone distanti dal centro abitato; la collocazione prescelta permette la minimizzazione
dell'impatto al suolo, in quanto non comporta l'apertura di altre piste carrabili all'interno di zone
verdi o boschive, ma solo una sistemazione di percorsi già esistenti, necessaria per il peso e
l'ingombro dei mezzi d'opera e delle componenti trasportate.
L'insediamento stabilito si trova inoltre a pochi km dalla SS 106 Jonica.
L’area fra l’altro è già infrastrutturata per le attività di produzione energia elettrica da fonte eolica
essendo in fase di realizzazione nell’ambito dello stesso territorio comunale l’impianto eolico della
società PITAGORA S.r.l.
Pertanto le viabilità, gli svincoli stradali gli accessi da e per il porto di Crotone, luogo di arrivo degli
aerogeneratori sono stati già oggetto delle opportune modifiche per rendere il sito idoneo alle
attività di realizzazione ed esercizio di tale tipo di impianto.
L’impatto dunque anche indotto sul territorio dell’impianto eolico di San Fantino è praticamente
nullo, mentre elevati sono i benifici derivanti dalla produzione di energia da fonte rinnovabile quale
quella del vento.
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Perimetro impianto eolico
Comuni limitrofi
Fig. 1 Individuazione cartografica dell'impianto eolico nel comune di Isola di Capo Rizzuto (KR).
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3 - DIMENSIONAMENTO DELL'IMPIANTO
3.1
Impianto previsto
Dimensionare un impianto eolico significa scegliere numero delle torri e taglia delle macchine da
installarvi, in armonia con i risultati raggiunti dai rilievi preliminari di ventosità e soprattutto con la
estensione e l'orografia dei luoghi a disposizione.
Nel caso in esame, la verifica dei dati del vento disponibili e la conformazione del territorio hanno
indicato la possibilità di ottenere la massima producibilità con il minor uso del territorio: l'impianto
previsto sarà infatti composto da due sole unità della potenza di 3,00 MWe cad., per una potenza
totale di 6,00 MWe.
Le torri verranno posizionata nell'area indicata su di estensione circa pari a 3,5 ettari complessivi.
4 - OPERE CIVILI
4.1
Viabilità e piazzola
Per quanto accennato in precedenza, la zona è facilmente raggiungibile da mezzi di cantiere.
Il luogo prescelto è direttamente accessibile dalle strade provinciali e comunali attualmente
esistenti, da cui un breve raccordo (inferiore ai 100 m.) che porta direttamente alla zona individuata
per il posizionamento delle torri.
Attorno ai basamenti si creeranno due piazzole provvisorie di minime dimensioni: la funzione della
piazzola sarà di accoglienza del mezzo di sollevamento durante l'installazione.
Il raccordo prima detto sarà adeguato con fondazione in misto di cava più misto granulometrico
stabilizzato di spessori opportuni, posato su geotessile; non si prevede pertanto la creazione di
significative tracce dedicate, e non sarà necessario creare nella zona sterramenti, accumulare
inerti, versare conglomerati.
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4.2
Postazione di macchina
Per postazione di macchina si intende quell'area permanente destinata all'aerogeneratore con
annessa piazzola di servizio; essa viene ottenuta mediante ripristino parziale dell'area utilizzata
per le operazioni di montaggio.
Tale area presenta dimensioni e caratteristiche (livellamento, portanza) tali da consentire la
collocazione iniziale degli elementi strutturali e la loro successiva movimentazione nelle fasi di
assemblaggio ed innalzamento ad opera di due autogrù.
Durante le operazioni di montaggio, particolarmente nell'assemblaggio delle pale al rotore, si
utilizzeranno per l'appoggio anche aree esterne alla postazione; ciò si rende necessario per gli
elevati sbracci della gru alle quote di lavoro.
Le piste ed i piazzali saranno resi idonei al transito di mezzi pesanti, e saranno realizzati con
sottofondo in misto naturale ed ulteriore strato di misto stabilizzato. La formazione dei rilevati
avverrà anche con impiego di materiale proveniente dagli scavi necessari per la realizzazione delle
sezioni in trincea e della fondazione dell'aerogeneratore.
Nell'esercizio dell'impianto in condizioni di normale piovosità non sono da temere fenomeni di
erosione superficiale incontrollata, giacché tutte le aree rese permanentemente transitabili sono
asfaltate o stabilizzate.
A protezione della stessa infrastruttura saranno predisposte cunette di guardia, ed in
corrispondenza degli impluvi verranno realizzati dei semplici taglienti in pietrame, in modo da
permettere lo scolo delle acque drenate dalle cunette in modo non erosivo.
A montaggio ultimato, l'area di cantiere viene riportata alle condizioni ante-opera, con esclusione di
una piccola piazzola a servizio delle operazioni di manutenzione ordinaria.
4.3
Fondazione aerogeneratore
L'installazione della torre prevede un plinto di fondazione in cemento armato, le cui dimensioni
sono riportate negli allegati, e potrà essere, dopo verifica degli strati sottostanti del sottosuolo, di
tipo indiretto, o palificato, poggiante su pali trivellati di idonea lunghezza.
Per la torre si prevede di realizzare un basamento a pianta quadrata in calcestruzzo armato, di
base e profondità media valutate dopo analisi geofisica del terreno, su cui poggia la struttura
verticale tubolare. E' previsto che il basamento non sporga oltre il livello zero, o piano di
campagna, limitando in tal modo al minimo possibile l'evidenza estetica della platea.
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La torre verrà resa solidale alla fondazione mediante un collegamento flangiato con una gabbia
circolare di tirafondi in acciaio inglobati nella fondazione all'atto del getto. Nella fondazione
troveranno posto anche i cavi di potenza e quelli di segnale ed incanalati attraverso 2 tubi corrugati
da 150 mm al quadro di controllo prima del collegamento verso l’allacciamento alla rete.
La torre è costituita da più tronchi in acciaio a sezione circolare, collegati tra loro a mezzo di
elementi flangiati; all'interno della torre vengono fissati la scala di risalita alla navicella e le staffe di
fissaggio dei cavi che scendono ai quadri elettrici a base torre.
In fase di progettazione esecutiva la fondazione e il sottostante terreno saranno verificati sulla
scorta delle caratteristiche geotecniche secondo specifiche indagini geognostiche; i campioni ed i
dati raccolti durante la campagna in sito saranno seguiti da prove di laboratorio, al fine di
determinare i parametri geotecnici dei terreni affioranti interessati dalle fondazioni.
Il dimensionamento finale della fondazione sarà indicato dal risultato dal risultato delle indagini
geologiche e dei relativi sondaggi in sito.
In esito a tali calcoli, in considerazione della necessità di evitare possibili cedimenti differenziali per
le azioni dinamiche indotte dal generatore soggetto alle azioni del vento o alle azioni sismiche,
potranno utilizzarsi pali o micropali di fondazione, per evitare rotazioni del sistema fondazione,
torre e aerogeneratore.
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Aerogeneratori
Fig. 2 Inserimento aerogeneratori su cartografia IGM.
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5. - OPERE ELETTROMECCANICHE
5.1
Rete elettrica interna all'impianto eolico
Nel definire i parametri di un impianto eolico, è significativo ridurre anche l'impatto economico ed
ambientale connesso con il suo collegamento tra la torre generatrice e quello alla rete elettrica
nazionale che talvolta può trovarsi a distanza considerevole ed obbligare a progettare lunghi
elettrodotti e sostegni aerei per gli attraversamenti.
Proprio all'uopo di ridurre quanto possibile ogni effetto invasivo, il collegamento elettrico previsto
tra la torre e la rete sarà di tipo interrato, ciò al fine di evitare sia i rischi tipici dei collegamenti
esterni (caduta rami, fulminazioni, deterioramento dei supporti), che per annullare anche la
corrispondente modifica permanente sul territorio.
Verranno installati appositi segnali sia per facilitare il riconoscimento del percorso in caso di
interventi di manutenzione, che per facilitare l'utilizzazione superficiale del suolo.
L'installazione dei cavi sarà conforme ai requisiti imposti dalla normativa vigente e dalle norme
tecniche, in particolare le CEI 11-17 e 11-1.
La rete sarà in media tensione a 20 kV con lo schema elettrico unifilare riportato in allegato; il cavo
in uscita dall'aerogeneratore raccoglie l'energia globalmente disponibile e la convoglia verso la
rete.
Nell'elaborato apposito viene indicato lo schema tipico dello scavo e tutti gli accorgimenti necessari
per una corretta posa del cavo, che sarà del tipo (A)RG7H1R 12/20 kV, unipolare, con conduttori
in rame (o alluminio), schermo metallico e guaina in PVC, posato a trifoglio.
Relativamente ai campi elettromagnetici si nota che per le linee elettriche in cavo interrato il campo
elettrico esterno è nullo. Per quanto riguarda il campo magnetico, si evidenzia che in prossimità dei
cavi non vi sono abitazioni o ambienti in cui è prevista la permanenza di persone, e che la tipologia
di linea è del tutto analoga a quella delle linee di distribuzione dell'energia.
5.2
Cabina elettrica
La necessaria conversione della tensione di generazione e le protezioni di interfaccia con la rete
imposte dalle norme suggeriscono la creazione all'interno del tubolare di una cabina elettrica di
modeste dimensioni, contenente trasformatori in resina e relative protezioni elettriche.
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La cabina sarà invisibile all'esterno e rispondente ai requisiti normativi che disciplinano in materia
di sicurezza elettrica tali tipi di locali, protezione dall’acqua, aerazione, isolamento elettrico ed
interdizione al personale non autorizzato.
L'accesso dei cavi avverrà attraverso apposite tubazioni poste nel basamento della cabina elettrica
interrate sotto il piano di calpestio.
La cabina sarà normalmente chiusa con accesso consentito al solo personale abilitato, e recherà
gli opportuni e richiesti segnali di dissuasione all'avvicinamento.
5.3
Rete elettrica sino alla stazione elettrica di trasformazione
Anche la connessione del l'impianto eolico alla rete nazionale avverrà tramite un collegamento in
MT sotto traccia, che porterà l'energia prodotta direttamente ad uno stallo in MT che sarà
predisposto
in una Cabina Primaria di
Enel Distribuzione posta a ca. 3,5 km dal luogo di
produzione utilizzando come percorso per il 90 % viabilità comunale e provinciale esistente.
In tale maniera si evita l'attraversamento di poderi, nonché le reti rurali di distribuzione dell'acqua,
minimizzando gli impatti sulle coltivazioni agricole e mantenendo trasparente ad esse la presenza
del cavidotto, il cui percorso è previsto interamente in cavea.
Il cavo sarà del tipo 12/20 kV, unipolare, con conduttori in rame (o alluminio), schermo metallico e
guaina in PVC, posato a trifoglio
L'installazione dei cavi dovrà soddisfare tutti i requisiti imposta dalla normativa vigente e dalle
norme tecniche, in particolare le CEI 11-17 e 11-1, per la qual cosa non si manifesterà
ripercussione alcuna su persone o animali.
I cavi saranno posati direttamente interrati, in letto di sabbia di adeguate caratteristiche tecniche di
resistività, con lastre di protezione meccanica e nastro monitore di segnalazione cavi elettrici,
secondo le sezioni tipiche di scavo delle trincee cavi riportate nella tavola grafica allegata.
5.4
Impianto di terra
Il trasformatore elevatore di tensione avraà il primario collegato a stella, con il centro stella posto a
terra e collegato con lo stesso impianto di messa a terra della turbina eolica. La connessione alla
rete elettrica dovrà quindi essere eseguito in configurazione TN-S.
L'impianto di messa a terra deve essere predisposto in sede di realizzazione delle fondazioni e con
collegamento ai ferri d'armatura.
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Esso sarà costituito da un conduttore di rame nudo da almeno 50 mmq posto orizzontalmente ad
un metro di distanza dalla fondazione e ad un metro di profondità, che segue il perimetro della
struttura fino a richiudersi su se stesso; esso sarà inoltre integrato con due picchetti di messa a
terra in acciaio ramato della lunghezza di 6 m ciascuno e del diametro di almeno 14 mm, piantati
verticalmente in posizioni diametralmente opposte rispetto alla torre. Il conduttore circolare viene
collegato a due perni di fissaggio alla fondazione, sui lati opposti della torre, ed agli stessi punti si
connetterà il quadro di controllo a base torre.
L'impianto di terra dovrà avere in esercizio una resistenza complessiva inferiore a 10 Ohm.
Per il raggiungimento di tale valore, ove non fosse stato sufficiente per le particolari condizioni del
suolo l'impianto come inizialmente strutturato, si può portare la lunghezza dei picchetti di terra
precedentemente indicati fino a 10 m ed integrare l'impianto con due altri picchetti della lunghezza
di 10 m ciascuno, piantati sempre verticalmente ad un metro dal basamento sui rimanenti lati della
torre.
La disposizione dell'impianto di messa a terra ad anello chiuso attorno alla struttura limita la
tensione di passo e contatto per le persone eventualmente presenti alla base della torre in caso di
fulminazione diretta della struttura stessa ed, allo stesso tempo, i picchetti verticali accoppiati al
medesimo impianto facilitano l'ottenimento di un basso valore della resistenza complessiva di
terra.
5.5
Caratteristiche tecniche delle macchine e prestazioni dell'impianto
N. TORRI
POTENZA (kW)
ALT. MOZZO (m) TIPO ELICA
2
3.000
GENERATOR
E
DIAM. ROTORE (m)
TENSIONE
(kV)
VEL. MIN.
(m/s)
VEL. MAX (m/s)
sincrono
100
12
4,0*
25*
100
PESO TOT (t)
tripala
328
(*) minima e massima velocità del vento entro le quali è compreso il campo di
funzionamento delle macchine
La conversione dell'energia meccanica delle pale in energia elettrica avviene alla sommità della
torre, all'interno della navicella. Essa può ruotare per mantenere l'asse del rotore sempre allineato
alla direzione del vento, secondo un movimento detto regolazione di imbardata.
Nella navicella prendono posto tutti gli apparecchi elettromeccanici, di controllo e di generazione
necessari a raccogliere l'energia contenuta nella vena fluida incontrata dalle pale.
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La macchina è dotata di moltiplicatore di giri per consentire di rendere compatibili le basse velocità
di rotazione delle pale ca. 14 rpm a quelle del generatore.
La generazione avviene in media tensione 12 kV (MT) e viene elevata al valore di 20 kV (MT) da
un trasformatore posto all'interno della torre.
5.6
Dati elettrici nominali
Il generatore elettrico è di tipo sincrono a 6 poli doppia alimnetazione con una potenza nominale
previsto per la turbina è di 3.000 kWe.
Esso sarà costituito da una macchina sincrona e sistema di conversione che consente al
generatore di operare in condizioni di velocità variabile fra 770 e 1320 rpm. La tensione di linea
nominale prodotta è di 12 kV a frequenza 50 Hz.
Il generatore ha un grado di protezione IP 54 e la corrente di generatore a cosϕ = 1 è di 250 A.
Per elevare la tensione prodotta da 12 a 20 kV si farà ricorso ad un trasformatore in resina della
potenza di 3.300 kVA. L'aerogeneratore deve essere scollegato per correnti di cortocircuito
superiori a 15 kA.
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