Questo mese è arrivato un ordine dalla prefettura di Niigata: un Atlas e un set di pale. Ogni ordine ha un indirizzo, ma questo va nel luogo che i giapponesi chiamano yukiguni, il paese della neve — la costa dove d’inverno l’aria siberiana attraversa il Mar del Giappone, si carica del mare e lo lascia cadere sotto forma di una delle nevi più profonde che cadano ovunque vivano persone. È un luogo duro per una macchina e un luogo ottimo per una turbina eolica, e i due fatti sono lo stesso fatto.
Da dove viene il vento.
Niigata guarda a nord-ovest, oltre il Mar del Giappone, verso il continente. D’inverno la configurazione delle pressioni sull’Asia spinge aria fredda e secca fuori dalla Siberia e attraverso quell’acqua. Il mare è più caldo dell’aria, così l’aria si riempie di umidità; poi incontra le montagne che corrono lungo la spina dorsale di Honshu, è costretta a salire e lascia andare. Il versante di Niigata di quelle montagne riceve la neve. Il versante di Tokyo, a un breve viaggio in treno, riceve il sole.
Lo stesso schema è il motivo per cui il vento qui è un vento invernale. Il vento da nord-ovest arriva dal mare costante e forte da dicembre a febbraio, esattamente quando le giornate sono più corte e un pannello solare sotto mezzo metro di neve non produce proprio nulla. Una casa di Niigata che voglia produrre la propria elettricità per tutto l’inverno ha bisogno di qualcosa che funzioni al buio e al freddo. È tutta qui la ragione per mettere una turbina accanto ai pannelli, invece che al loro posto.
Quanto vale l’aria fredda.
Una turbina eolica non produce energia dalla sola velocità del vento. La produce dalla massa d’aria che attraversa il rotore, e l’aria fredda è più pesante. La nostra curva di potenza pubblicata è riferita alla densità dell’aria standard di 1.225 kg/m³, cioè il livello del mare a 15 °C. A gennaio la costa di Niigata è vicina al livello del mare e vicina allo zero. A 0 °C lo stesso vento trasporta circa il 5% di massa in più rispetto a quanto assume la curva; a −5 °C, circa il 7% in più. Una raffica invernale che sulla curva segnerebbe 960 W a 12 m/s vale poco più di 1 kW nell’aria di Niigata.
È un piccolo bonus, e preferiamo dichiararlo con precisione piuttosto che lasciarlo crescere di racconto in racconto. Il punto più importante è che il vento c’è, nei mesi in cui serve, su una costa dove il mare tiene l’aria in movimento.
| Velocità del vento | Pubblicata, 15 °C | Stesso vento a 0 °C | Stesso vento a −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | circa 305 W | circa 310 W |
| 12 m/s | 960 W | circa 1,010 W | circa 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | circa 1.95 kW | circa 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | circa 2.27 kW | circa 2.31 kW |
Cosa fa la neve a una macchina.
Il paese della neve si merita il nome. I paesi sulle colline di Niigata misurano abitualmente la neve invernale in metri, non in centimetri, e le case sono costruite per questo: tetti ripidi, ingressi rialzati, marciapiedi riscaldati nei centri abitati. Una turbina che va lì dev’essere costruita per questo anche lei.
L’Atlas è una macchina ad asse verticale. Non deve ruotare per fronteggiare un vento che in una tempesta gira tutta la rosa dei venti, e non ha una coda che possa caricarsi di ghiaccio. I suoi avvolgimenti hanno un isolamento di classe 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), un margine termico che la macchina non userà mai a Niigata ma che dice qualcosa su come è fatta. Il corpo è in alluminio, a cui non importa nulla del sale del mare o dell’acqua di fusione del tetto.
La riserva onesta riguarda l’avviamento. Pubblichiamo una velocità di avviamento di 2 m/s, ed è un dato da bel tempo. Il grasso dei cuscinetti si irrigidisce raffreddandosi, e una mattina immobile e gelida richiede più di 2 m/s per staccare il rotore da fermo. A Niigata conta poco, perché una mattina senza vento su quella costa a gennaio è l’eccezione, ma preferiamo dirlo noi piuttosto che lasciarlo scoprire a un proprietario.
La montagna prende la neve. Il mare manda il vento. Una casa in mezzo può usare entrambi.
Il set di pale decide l’inverno.
Un Atlas si ordina come corpo e set di pale, e il set è la decisione che conta. Le pale per vento debole lavorano da 2 a 20 m/s e vanno smontate prima di venti sostenuti oltre i 20 m/s. Le pale per vento moderato lavorano da 4 a 25 m/s. Le pale per vento forte lavorano da 5 a 35 m/s su sei pale con un’area spazzata più piccola, ed è il set a cui appartiene il picco di 4.5 kW.
Su una costa che vede burrasche invernali dal mare, la scelta è tra le pale che lusingano la media e le pale che sopravvivono alla tempesta. Diciamo la stessa cosa a ogni cliente: scegliete il set per il vento peggiore che vede il vostro sito, non per la media, e lasciate che i giorni tranquilli si arrangino da soli.
Riso, neve e un pallet dall’Europa.
Niigata coltiva più riso di qualsiasi altra prefettura del Giappone, e le terrazze nella fotografia in cima a questa pagina sono il motivo per cui può farlo: la stessa neve che a gennaio seppellisce i villaggi si scioglie ad aprile nelle risaie. È un paesaggio che ha sempre vissuto di ciò che il tempo consegna gratis. Una piccola turbina su una casa lì non è una novità. È la stessa idea, con del rame dentro.
L’Atlas e le sue pale vengono imballati ora nella nostra fabbrica in Europa, ogni scatola etichettata singolarmente, e attraverseranno per conto loro una buona distesa di mare lungo la strada. Quando arriveranno, il vento invernale sarà già lì ad aspettare.
Paese della neve.
Vento d’inverno.
Atlas, in viaggio.
I valori della curva di potenza, la velocità di avviamento di 2 m/s, i tre intervalli delle pale, la potenza di picco del sistema di 4.5 kW, la classe del filo 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) e l’etichettatura per singola unità sono le nostre specifiche pubblicate sulla pagina prodotto e possono essere lette lì. I valori dell’aria fredda sono la legge dei gas perfetti applicata a pressione costante: l’aria a 0 °C è circa il 5.5% più densa che a 15 °C, e a −5 °C circa il 7.5% più densa. La descrizione del clima invernale, delle nevicate e della produzione di riso di Niigata è conoscenza geografica generale. L’ordine è descritto solo per prefettura e prodotto; nessun cliente, indirizzo o installazione è nominato o mostrato. Fotografie: risaie a terrazze di Hoshitoge, Tokamachi, di Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, ritagliata; costa di Sasagawa Nagare, pista da sci di Yuzawa e mattina di Minamiuonuma con licenza Adobe Stock; la fotografia dell’Atlas è nostra.