Secondo i dati della European Renewable Energies Federation Energy Agency (EREF), la potenza degli impianti eolici è passata dal 1980 alla fine del 1999 da 0 a 13.500 MW; la Germania ha attualmente il primato produttivo di energia eolica, con una potenza che sfiora i 4.000 MW; seguono la Danimarca e la Spagna, rispettivamente, con 1.900 e 1.200 MW prodotti. In tale classifica l’Italia risulta soltanto quinta con una potenza prodotta che nel 2000 ha raggiunto soltanto i 280 MW. Per rispettare gli impegni sottoscritti con il protocollo di Kyoto, l’Italia dovrà investire entro il 2010 circa 40000 miliardi in energie rinnovabili. Tali fonti alternative forniscono attualmente un contributo equivalente al 7,37% del fabbisogno energetico nazionale.

Le torri eoliche sono composte da un gruppo meccanico deputato alla cattura ed alla trasformazione dell’energia del vento in energia elettrica, disposto in sommità ad una torre di sostegno che può essere realizzata con differenti soluzioni strutturali.

Il gruppo deputato alla cattura ed alla conversione dell’energia del vento, detto aerogeneratore (figura 2), è sostanzialmente formato da un rotore che, mosso dal soffiare del vento, aziona, tramite un moltiplicatore di giri che trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce, un albero veloce che alimenta a sua volta un generatore elettrico. Il funzionamento di tali elementi è continuamente monitorato da sistemi di controllo, posti di norma alla base dell’aerogeneratore, in grado di valutare continuamente i parametri di funzionamento quali la velocità di rotazione del rotore e le prestazioni complessive del generatore.

I tipi di rotore ideati fino ad oggi, sono numerosi, ed in base alla loro disposizione rispetto alla direzione del vento, le macchine eoliche possono essere classificate in tre grandi categorie:

– macchine ad asse orizzontale parallelo alla direzione del vento
– macchine ad asse orizzontale posto trasversalmente rispetto alla direzione del vento
– macchine ad asse verticale nelle quali l’asse del rotore è perpendicolare al terreno ed alla direzione del vento

Sugli aerogeneratori ad asse orizzontale, sono stati concentrati i massimi sforzi di sviluppo e diffusione, e rappresentano la quasi totalità della potenza eolica mondiale. Il tipo di aerogeneratore più utilizzato è quello a tre pale, con rotore sopravvento a mozzo rigido, collocato tra la direzione da cui soffia il vento e la torre di sostegno. Anche gli aerogeneratori installati nel comune di Bisaccia sono aerogeneratori a tre pale. In genere, le torri a sostegno degli aerogeneratori hanno una altezza media compresa tra i 40 o 60 metri. Le torri di sostegno sono in genere realizzate secondo le due tipologie costruttive ad oggi più diffuse:

– strutture metalliche a stelo tubolare di forma tronco conica;
– struttura metalliche reticolari a traliccio (figura 1), come nel caso della struttura di Bisaccia.

La torre di Bisaccia è realizzata mediante una struttura metallica a traliccio a sezione quadrata, per il supporto di un aerogeneratore di energia elettrica, tipo V52-850 kW.

La struttura in esame ha un’altezza di circa 50 m ed una larghezza che varia da circa 8.0 m, in corrispondenza della, a 2.5 m, in sommità. Il rotore ha il centro di rotazione posto a quota 52 m, e possiede un diametro di rotazione delle pale pari a 52 m; di conseguenza, la quota massima di rotazione della pala alla punta superiore risulta essere di circa 78 m.

La torre è costituita dai seguenti elementi:

– le gambe e le diagonali, costituenti la struttura principale, sono realizzate mediante profili angolari con dimensioni fino ad L250x250x28 in acciaio di classe S 355 J0 (Fe 510 C);
– i piatti utilizzati per il collegamento degli elementi principali sono costituiti da acciaio di classe S 355 J2 G3 (Fe 510 D);
– la flangia di sommità (denominata Top Ring) che accoglie la turbina è costituita da una lamiera avente spessore 20 mm calandrata e flange con spessori variabili da 40 a 75 mm in acciaio di classe S355 NL (Fe 510 D)
– scale a pioli, piattaforme e supporti per i cavi elettrici realizzati in soluzione metallica;
– la bulloneria (UNI 3740-74) utilizzata per gli elementi principali è costituita da bulloni M27 classe 10.9 per la struttura principale, e da bulloni di diametro e classe inferiori per gli elementi accessori (diametro minimo M12 classe 8.8);
– le saldature presenti sono di I classe a T a completa penetrazione, per la flangia superiore del Top Ring, e di II e III classe a cordoni d’angolo, con procedimento di saldatura automatico a filo continuo sotto gas protettore CO2, per la flangia inferiore Top Ring, per i piatti d’ammarro in fondazione e per gli elementi accessori.

Le dimensioni dei vari componenti della struttura sono tali da permettere un agevole trasporto; la costruzione della torre in esame è stata eseguita attraverso la movimentazione ed il successivo montaggio in opera di parti pre-assemblate, più l’aerogeneratore nel caso della torre di Bisaccia.

Dal punto di vista del calcolo strutturale, il progetto della torre ha tenuto conto, oltre che delle azioni relative ai carichi verticali, al vento ed al sisma, anche dei carichi trasmessi dall’aerogeneratore in testa alla torre, per i quali sono state seguite le indicazioni della International Standard IEC 61400-1 02/1999. Il comportamento dinamico della torre al variare del carico vento è messo in evidenza nella figura 4, dove sono rappresentate le deformate al variare della condizione di carico.