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Il progetto “Eolo”
Una metodologia standard per lo studio di fattibilità di un impianto eolico

MASTER EAM 7 – Federico Guidi 2
Obiettivo del lavoro
Lo studio di fattibilità, ed il successivo sviluppo di una nuova attività industriale,
procedono secondo due grandi direttrici alle quali corrispondono due diversi aspetti
del problema: l’aspetto tecnico e quello economico-finanziario.
Questo studio nasce con l’intento di definire una metodologia standard per l’analisi
di fattibilità di impianti atti alla generazione di energia elettrica da fonte eolica.
Costituisce parte integrante di questo studio il foglio di calcolo “AIPE”: esso
implementa la metodologia standard proposta e, nell’ambito del sistema normativo
di incentivi alla produzione elettrica da fonte eolica, fornisce uno strumento
flessibile in grado di adattarsi a qualsiasi modifica delle condizioni al contorno.

Oggetto del lavoro
Una installazione eolica, anche quando si tratta di un impianto di piccola taglia,
deve essere considerata come un sistema complesso, costituito dalla macchina (la
turbina eolica), dall’ambiente (il vento ed il microclima locale), dall’utenza, ovvero
l’uso finale cui è destinata l’energia prodotta e, infine, dal contesto normativo entro
cui si inserisce. Solo tenendo in considerazione tutti questi sottosistemi si può
pervenire ad un’installazione efficace sia dal punto di vista paesaggistico-ambientale
che economico-finanziario.

Il progetto “Eolo”
Il caso reale preso in esame fa
riferimento all’investimento per la
realizzazione di un impianto eolico
con potenza totale installata non
superiore a 200 kW.
Il sito destinato ad accogliere
l’impianto è ubicato all'interno del
Porto di Marina di Carrara, nella parte
delle scogliere frangiflutti.

Il progetto di un impianto eolico
SITING
PROGETTO
Studio/Valutazione
Impatto/Incidenza
Ambientale
TECNOLOGIA NORMATIVE
DIA/AU
Sistema Normativo di Incentivi
…

SITING: l’adattamento statistico di AIPE

A partire dalla distribuzione di Weibull a 3 parametri (k, A, ) :
F u = 1 − e−
u−γ
A
k
(funzione cumulativa di probabilità)
f u =
k
A
∙
u−γ
A
k−1
∙ e−
u−γ
A
k
(funzione densità di probabilità)
sulla base dei risultati di una campagna anemometrica è
possibile ricavare i parametri che definiscono il modello
statistico di ventosità, ovvero la disponibilità in termini di
ore/anno della risorsa eolica.

TECNOLOGIA: la libreria di AIPE
La libreria contiene attualmente 32 aerogeneratori (76 configurazioni)* con una potenza
nominale compresa tra 10 kW e 200 kW. La libreria raccoglie, per ciascun generatore eolico,
tutti i dati necessari all’analisi, organizzati in schede.
• CURVA DI POTENZA: contiene il dettaglio della curva di potenza per valori della velocità
del vento compresi nell’intervallo 1÷20 m/s.
• CARATTERISTICHE TECNICHE: contiene il valore dei parametri necessari alla
valutazione della produzione annua di energia.
• COSTI D’INVESTIMENTO: contiene il valore delle voci di costo che contribuiscono al
fabbisogno finanziario antecedente la produzione di energia.
• COSTI OPERATIVI: contiene il valore delle voci di costo relative alla gestione operativa
dell’impianto.
* Attraverso la collaborazione con i produttori e/o rivenditori di turbine eoliche, è stato
possibile costruire una libreria di generatori eolici rappresentativa dei prodotti
disponibili sul mercato

SITING + TECNOLOGIA: NAEP
NAEP = 8760N(η schiera ∙ η dis ∙ η) ∙ Σ [ fdp W (u i) ∙ PCP (u i)]
TECNOLOGIA
la curva di potenza
SITING
la funzione
densità di probabilità
Net
Annual
Energy
Production

Il piano economico-finanziario
CAMPAGNA ANEMOMETRICA
i dati ambientali
SITING
il modello statistico di ventosità
PIANO
ECONOMICO
FINAZIARIO
TECNOLOGIA
la libreria degli aerogeneratori
VINCOLI
CONFIGURAZIONE D’IMPIANTO
NORMATIVE
il sistema di incentivazione
CONTO ECONOMICO SEMPLIFICATO
FLUSSI DI CASSA
TARIFFA OMNICOMPRENSIVA
incentivo tipo «feed-in tariff»
valorizzazione del NAEP

Rischi & Incertezze
Rischio produzione (alto): è la composizione del rischio rendimento (rendimento della
macchina eolica) e del rischio ventosità (modello statistico della ventosità del sito).
Rischio obsolescenza (basso): il settore delle macchine eoliche non è un settore nel quale
l’obsolescenza è particolarmente rilevante. Attualmente sono commercializzate turbine nuove
derivanti da progetti ormai “maturi” che hanno visto il loro primo prototipo oltre 30 anni fa. La
miglior efficienza delle nuove macchine eoliche non è il frutto di un “salto tecnologico”, ma
l’effetto di un graduale affinamento del progetto iniziale, ottenuto principalmente con l’impiego
di nuovi materiali. L’aggiornamento tecnologico di una macchina eolica è, generalmente,
conveniente e ciò rende l’obsolescenza un aspetto non particolarmente rilevante.
Incertezza sulla valorizzazione: nessuna incertezza all’interno del periodo di validità di un
incentivo feed-in tariff (20 anni)*, alto in altri regimi di valorizzazione.
*Il sistema tariffario omnicomprensivo (feed-in tariff) è stato mantenuto sia dal Decreto Legislativo marzo 2011 che dal
successivo Decreto Ministeriale aprile 2012: la durata del sistema incentivante passa dagli attuali 15 anni a 20 anni per gli
impianti che entreranno in funzione dopo il 31/12/2012.

Orizzonte economico
L’orizzonte economico rappresenta l’arco di tempo entro il quale si pensa manifestarsi la
convenienza dell’investimento e l’impresa ritiene di poter formulare previsioni sufficientemente
attendibili.
Sulla determinazione dell’orizzonte economico di un investimento nel settore eolico ha
un’influenza rilevante l’incertezza sulla valorizzazione dell’energia prodotta. In definitiva è
corretto assumere come orizzonte economico 20 anni: in questo modo i risultati dell’analisi
dell’investimento non risentono dell’incertezza sulla valorizzazione dell’energia prodotta. Si
tiene conto dell’eventuale obsolescenza della macchina introducendo, oltre ai normali costi
operativi per la manutenzione ordinaria, un costo “una tantum” di reintegro di un componente
d’impianto (manutenzione straordinaria) da effettuarsi dopo il decimo anno di esercizio.
L’orizzonte economico di 20 anni è coerente con la vita utile di una
moderna turbina eolica (20 anni installazioni onshore, 25 anni
installazioni offshore).

Analisi dell’investimento
AIPE può essere utilizzato in modalità “verifica” o in modalità “analisi”.
La modalità “verifica” serve per ottenere un giudizio di convenienza su una determinata
configurazione d’impianto (nota).
La modalità “analisi” serve per scegliere, sulla base di un giudizio di convenienza, una
determinata configurazione d’impianto (incognita). I vincoli alla configurazione d’impianto
servono a selezionare, nell’ambito degli aerogeneratori disponibili in libreria, quelli più adatti al
sito d’installazione.
AIPE sviluppa il piano economico-finanziario per ciascun aerogeneratore selezionato,
attingendo alla libreria per i parametri tecnici necessari al calcolo della produzione netta
annua di energia (NAEP) e per i costi d’investimento e O&M.
AIPE fornisce un report dettagliato dei principali risultati ottenuti per ciascun
aerogeneratore ed un report grafico che guida l’utente nella scelta della
configurazione d’impianto.

Il giudizio di convenienza
Il criterio per costruire il giudizio di convenienza è basato sul VAN (Valore Attuale dei flussi di
cassa al Netto dell’investimento iniziale):
VAN = −I0 +
n
t=0
FCN t
1 + r t
• se il VAN è positivo, il progetto d’investimento è accettabile: in questo caso il progetto è in
grado di produrre flussi di cassa sufficienti a recuperare l’investimento iniziale (I0) e
garantire la remunerazione richiesta dagli investitori, espressa dal tasso di sconto “r”,
rendendo disponibili nuove risorse per altri eventuali impieghi futuri (il progetto “crea”
valore).
• Se il VAN è negativo, il progetto d’investimento deve essere scartato: l’investimento non è
finanziariamente sostenibile (il progetto “distrugge” valore).

Il costo del capitale di rischio
Il tasso di sconto (r) è posto uguale al costo del capitale di rischio, stimato sulla base del
CAPM (Capital Asset Pricing Model), il quale esprime il rendimento atteso di un investimento
in funzione del rischio sistematico di questo investimento. In particolare, secondo questo
modello:
r = rf + β ∙ (rm − rf)
• rf: il rendimento che avrebbe un investimento in condizioni di assoluta certezza.
• (rm-rf): il differenziale di rendimento tra il mercato azionario e gli investimenti privi di
rischio.
• β: il coefficiente che lega nel tempo l’andamento di un singolo investimento azionario
all’andamento generale del mercato nel quale quell’investimento è trattato.

Il costo del capitale di rischio

Sensibilità del risultato ottenuto: le analisi di AIPE
VANbase @ 20 anni
( =100 % i = 3%)
299.133 €
VAN
↓
ΔVAN Vs. Δ
( = 100 %  90%)
-191.942 € 107.191 €
ΔVAN Vs. Δi
(i = 3%  5%)
-83.294 € 215.839 €
ΔVAN Vs. ΔVmedia annua
(ΔVmedia annua = - 6%)
-105.574 € 193.559 €
VAN @ 20 anni
( = 90 % i = 3% ΔVmedia annua = - 6%)
20.236 €
VAN @ 20 anni
( = 90 % i = 5% ΔVmedia annua = - 6%)
-86.953 €
Rischio
rendimento
Rischio
ventosità
Rischio
produzione

Conclusioni
La configurazione d’impianto selezionata, costituita da un generatore Grand Mistral (200 kW
di potenza nominale, diametro palare 32 m, altezza torre di sostegno strallata 55 m) prodotto
dalla ditta Vergnet, è in grado di produrre 410 MWh/anno (produzione annua di energia, AEP)
con un coefficiente di capacità del 23,4%, corrispondente ad un numero di ore equivalenti pari
a 2052 (rendimento atteso dell’aerogeneratore 100%, disponibilità attesa dell’aerogeneratore
90%).
Il progetto d’investimento, valutato su un orizzonte temporale di 20 anni, crea valore in misura
di 299.133 €, un risultato ottenuto considerando una remunerazione del capitale investito pari
al 3,04%. Il progetto d’investimento è sufficientemente “robusto”, dal punto di vista finanziario,
per assorbire la variabilità ipotizzata in tutti i parametri tecnici e finanziari.
Il giudizio complessivo sul progetto d’investimento è positivo:
il progetto deve essere accettato.

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