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Il soffio di Eolo

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di Patrizia Marani

Il vento è aria che si sposta con diversa velocità e direzione ed è generato da un differente assorbimento dei raggi del sole da parte della superficie terrestre e delle masse oceaniche. Da sempre l'umanità ha sfruttato l'energia cinetica del vento, il "lavoro" di questa forza della Natura, per il trasporto via mare, per macinare le proprie derrate alimentari, pompare l'acqua necessaria a dissetare gli animali e le persone, irrigare i raccolti o riempire i serbatoi delle locomotive a vapore. Ora, l'innovazione tecnologica promette di ricavare un ruolo ben maggiore per l'energia eolica.

Se dalla fine del 19° secolo iniziano ad essere costruite delle turbine per generare energia elettrica dal vento, è solo dopo lo shock petrolifero alla fine degli anni '70, che alcuni imprenditori danesi iniziano a produrre in serie nuovi "mulini a vento". A tutt'oggi, la Danimarca è il primo paese al mondo per generazione di energia elettrica con il vento, ma dall'inizio degli anni '90 l'industria si è sviluppata vertiginosamente in tutto il mondo, creando migliaia di nuovi posti di lavoro.

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MATERIALI  E FORMA

Le turbine moderne sono a due o tre pale, con il rotore per la trasformazione dell'energia cinetica in elettrica posizionato in orizzontale o verticale rispetto al terreno. Le turbine ad asse verticale sono più leggere e in grado di ricevere il vento da ogni direzione, il che le rende particolarmente adatte a piccole strutture montate sui tetti degli edifici o a fianco di abitazioni singole, mentre quelle ad asse orizzontale sono le più diffuse e usate per i grandi impianti eolici.

Le pale sono di fibra di vetro o di carbonio per le grandi strutture, di un metallo leggero come l'alluminio per le piccole. I sistemi a tre pale funzionano a velocità del vento minori e producono meno rumore. Più le pale sono larghe più frizione subiscono da parte del vento. Questa caratteristica è ad un tempo positiva e negativa dato che la maggior frizione attiva la turbina a velocità più basse, ma nel contempo ne diminuisce l'efficienza generale.

Il mozzo tiene insieme le pale e le unisce all'albero presente nella gondola del convertitore di energia. L'altezza della torre di sostegno, che può arrivare attualmente a 125 m., è un elemento cruciale dei sistemi eolici giacché quanto maggiore è la sua altezza tanto più elevata sarà la velocità del vento a cui riesce ad attingere. Il raddoppio dell'altezza di un impianto eolico aumenta del 34 per cento l'energia attesa perché il vento a tale altitudine è del 10 per cento più veloce. Più il sistema è elevato più va ad attingere a venti veloci. Se il raddoppio delle dimensioni (campo d'azione) porta ad un raddoppio della quantità di energia generata, raddoppiare la velocità del vento produce un aumento pari a 8 volte. Per gli attuali impianti vi è, tuttavia, un limite di velocità del vento che non può essere superata.

CAPACITA' 

Il fattore di capacità rappresenta la quantità di energia prodotta in un anno diviso la quantità totale che potrebbe generare se operasse a piena capacità. Un parco eolico tipo ha un fattore di capacità pari a quasi il 30 per cento, ma perfezionando la tecnologia e affinando le capacità di scelta dei siti d'installazione si è arrivati anche al 40 per cento.

DURATA

La vita di un impianto eolico può superare i 30-40 anni, anche se viene generalmente fissata una durata di 20.
I tempi di costruzione, nei termini di pochi mesi, sono enormemente più veloci di quelli delle altre strutture di generazione elettrica. I tempi di compensazione dell'investimento sono, quindi, al massimo di 12 mesi, il più breve fra le tecnologie di conversione dell'energia.

energia eolica Crediti ScrumpboyIMPRONTA ECOLOGICA DELL'EOLICO

Lo smantellamento o la ricollocazione delle turbine è, altresì, semplice e veloce. L'energia eolica ha l'impronta ecologica più bassa di tutte le altre tecnologie di generazione elettrica, per tutto il ciclo di vita dell'impianto, fra cui minori emissioni di CO2 e di altri gas serra e un minimo sfruttamento delle risorse naturali.
L'impatto di un parco eolico, in termini di superficie occupata, è assai limitato: un consumo di territorio dell'1-10 per cento, tanto da non interferire con la realizzazione di eventuali altre attività, quali quella agricola, quella ricreativa o l'allevamento.

VINCOLI DELL'EOLICO

Le enormi potenzialità di generazione elettrica del vento che - dati alla mano – è la tecnologia a crescita più elevata e potrebbe potenzialmente da solo coprire il fabbisogno energetico di uno stato, presentano alcuni vincoli.

VINCOLI ECONOMICI Le zone adatte ad uno sfruttamento economico dell'energia eolica sono limitate ad aree particolarmente ventose. Gli impianti off-shore comportano investimenti notevoli in sistemi di trasmissione.

INTERRELAZIONI CON IL CAMBIAMENTO CLIMATICO  Il cambiamento climatico potrebbe alterare le fasce di distribuzione dei venti, modificando le quantità di energia estraibile da un dato luogo, mentre lo sfruttamento estensivo delle risorse eoliche potrebbe generare un cambiamento del clima. I detrattori dell'energia eolica sostengono che grandi quantità di energia del vento potrebbero produrre cambiamenti climatici non trascurabili su scala continentale, anche se gli effetti sulle temperature medie globali di superficie sarebbero insignificanti. Tale impatto, però, rimane ipotetico, rispetto a quello sicuro derivante dallo sfruttamento dei combustibili fossili.

IMPATTO PAESAGGISTICO I detrattori dell'eolico sospettano che l'impianto possa alterare la vorticità dell'atmosfera, condizionando in modo avverso il clima circostante.

L'impatto visivo è soggettivo, anche se la copertura di vaste aree dell'Europa con parchi eolici formati da strutture alte più di 100 m si prospetta esteticamente dubbia. Richard Lovelock ("The Revenge of Gaia") afferma che per rifornire di elettricità il Regno Unito, escludendo i parchi nazionali, le zone urbane e suburbane e quelle industriali, ci vorrebbero 276.000 impianti, tre impianti ogni miglio quadrato (1 km e 600 m circa).

L'architetto William Mc Donough ("From Cradle to Cradle"), proprio per evitare la devastazione della bellezza dei territori che, oltre ad ospitare queste imponenti strutture, sarebbero attraversati da immense e costose linee di trasmissione per la distribuzione elettrica sino alle zone urbane, auspica come soluzione ideale l'installazione diffusa di piccole strutture a fianco delle abitazioni.

INQUINAMENTO ACUSTICO Le turbine più recenti emettono un rumore appena percepibile causato dal vento che interagisce energia eolica 4con le pale, sovente inferiore persino al rumore del naturale soffio di Eolo.

DECESSI DI UCCELLI CHE COLLIDONO IN VOLO CON LE PALE Ogni anno le pale eoliche uccidono negli USA fra i 10.000 e i 40.000 uccelli, ma le migliaia di torri di comunicazione ne uccidono fino a 50 milioni e centinaia di milioni muoiono a seguito di collisione con finestre o veicoli in movimento. E' una strage, ma dovremmo ritornare all''800 per fermarla.

OSCILLAZIONE DELL'OFFERTA Eolo è capriccioso e non può piegarsi ai cicli regolari del fabbisogno elettrico, un ostacolo che viene superato vieppiù frequentemente differenziando le aree climatiche in cui sono localizzati gli impianti che forniscono elettricità ad una stessa rete elettrica. La mutevolezza del vento, tuttavia, ne condiziona ancora lo sfruttamento su larga scala e l'energia ricavabile sarà pienamente fruibile solo quando saranno messi a punto sistemi più efficienti di stoccaggio.

Malgrado questi ostacoli, alla fine del 2012 l'energia eolica ha superato la soglia dei 270 GW, una quantità in grado di soddisfare i consumi di 450 milioni di europei, con una crescita che raddoppia ogni tre anni (fonte: ecoalfabeta.blogosfere.it). La Danimarca, il primo produttore di eolico al mondo, è arrivata a coprire il 30% del fabbisogno nazionale con il vento (renewablesinternational.net).

CONCLUSIONI  Considerando tutti i pro e contro di questa tecnologia, le riduzioni di emissioni di gas serra e CO2 sarebbero enormi, portando ad un miglioramento radicale della nostra qualità di vita, misurabile non tanto in quante automobili ci possiamo permettere, ma dall'integrità dell'ambiente in cui viviamo noi e i nostri figli e dell'aria che respiriamo.

BIBLIOGRAFIA

"Energia per un mondo sostenibile, dall'Età del Petrolio a un futuro alimentato dal Sole" di Nicola Armaroli - Molecolar Photoscience Group -  e Vincenzo Balzani, Dipartimento di Chimica, Università di Bologna

"The Revenge of Gaia", James Lovelock

"Dalla culla alla culla", William Mc Donough, Michael Braungart

Crediti fotografici Creative Commons License

Foto intro di C.G.P. Grey

Foto 1 di Patrizia Marani

Foto 2 di Scrumpboy

Foto 3 di Patrizia Marani