ENERGIA EOLICA

 

Si chiama energia eolica l’energia meccanica fornita dal vento.

 

Il vento è una massa d’aria in movimento ed è generato dal Sole, che scalda con diversa intensità le varie zone della superficie terrestre: enormi masse d’aria calda scaldate dal Sole salgono negli strati alti dell’atmosfera e il vuoto che lasciano richiama enormi masse d’aria fredda, generando così gli spostamenti orizzontali d’aria, noti come “vento”.

 

Fin dai tempi più antichi l’uomo ha utilizzato l’energia del vento, per muovere le pale dei mulini utilizzati per macinare o pompare acqua per l’irrigazione o per muovere le vele delle imbarcazioni.

Oggi l’energia eolica viene sfruttata principalmente per la produzione di energia elettrica.

 

Aspetti positivi e negativi

Essendo direttamente collegata all’azione del sole, l’energia eolica è pertanto inesauribile, gratuita e pulita.

Tuttavia vi sono alcuni evidenti limiti che ne impediscono una diffusione su larga scala:

irregolarità e incostanza dei venti;

possibilità di utilizzo solo locali;

bassa potenza dei venti.

A questi aspetti, che ne limitano l’utilizzo solo in particolari zone della terra particolarmente ventose , bisogna aggiungere anche un notevole impatto visivo delle strutture atte a utilizzare il movimento dei venti (un generatore eolico ha un’altezza di circa 60 metri, e un pari diametro del rotore!) e l’inquinamento acustico dovuto alla rumorosità della rotazione delle pale.

 

I ROTORI

Il componente essenziale di un generatore eolico (o aerogeneratore) è il rotore, costituito da un certo numero di pale (di forma e dimensioni diverse a seconda dei rotori) fissate sul mozzo e progettate per sottrarre al vento parte della sua energia cinetica e trasformarla in energia meccanica di rotazione.

Il rotore, tramite  un moltiplicatore di giri, aziona il generatore elettrico.

Esistono diversi tipi di rotori, ad asse orizzontale o ad asse verticale:

Mulini a vela (o cretesi)

Il mulino cretese è il tipo più semplice, economico e sicuro. Il rotore è costituito da 8 o più braccia, tra le quali vengono tesi, per mezzo di cavi dei triangoli di stoffa. La superficie di questi ultimi può essere aumentata o ridotta a seconda dell'intensità del vento. I cavi hanno anche la funzione di irrigidire la struttura. I mulini di questo tipo vengono usati nella maggioranza dei casi per pompare acqua, ma alcuni esemplari sono stati utilizzati per produrre elettricità  Non richiede alte velocità del vento.

 Mulini olandesi

Possiedono quattro pale a croce costituite da tralicci di legno di forma rettangolare normalmente rivestite di essicelle i legno. Sono caratterisitici dell’Olanda che è esposta ai forti venti dell’Oceano Atlantico.

 

Rotori multipala

Sono dotati di molte pale metalliche disposte come i raggi di una ruota di bicicletta e fissate a un mozzo.

Rotori a elica

Sono i più moderni e sono costituiti da due o tre pale simili alle eliche degli aeroplani. Il rotore viene mantenuto nella dirzione del vento da timoni o da sistemi di regolazione elettronica. Sono utilizzati nelle zone molto ventose dove vengono sistemati a gruppi, anche di oltre cento unità, per produrre energia elettrica in quantità industriale (“wind farm”)

Rotori Savonius

Sono molto semplici da costruire, in quanto costituiti da due pale a forma semicilindrica montate su un asse verticale.

Il vento agisce con forza maggiore sulla pala che presenta la parte concava. Ciò provoca la rotazione del rotore.

Hanno rendimento modesto e bassa velocità di rotazione, ma sono comodi per la loro semplicità strutturale che si adatta a far funzionare anche le pompe dell’acqua.

Rotore Panèmone

È costituito da due piatti rotanti intorno a un asse verticale fra i quali è fissata una dozzina di pale semicilindriche, disposte a corona. Funziona indipendentemente dalla direzione del vento.

Turbina Windside

Fra i rotori di ultima generazione (sebbene siano entrati in produzione già negli anni 80) sta riscontarndo molto successo la turbina Windside. Può essere considerata un'evoluzione del rotore Savonius, con la differenza che le due parti semicilindriche contrapposte sono ritorte. I pregi di questa turbina sono molteplici: possono funzionare sia in presenza di una leggera brezza che di venti molto forti; possono utilizzare venti provenienti da tutte le direzioni; grazie ai singolari materiali utilizzati per la sua costruzione (una lega speciale con parti di alluminio, vetroresina e acciaio inox) non teme nè il caldo torrido nè il gelo; ha un minor impatto ambientale in quanto meno rumoroso di altri rotori e perchè non intralcia la normale migrazione degli uccelli.

LE “WIND FARM”

Più aerogeneratori (di tipo a elica) collegati insieme formano le wind farm, le “fattorie del vento”, che sono delle vere e proprie centrali elettriche.

Nelle wind farm la distanza tra gli aerogenertori viene calcolata per evitare interferenze reciproche che potrebbero causare cadute di produzione (solitamente dieci volte il diametro delle pale).

Il “parco eolico” cioè il sito su cui viene installata una wind farm, deve essere scelto non solo in base alla ventosità della zona ma anche tenendo conto dell’impatto ambientale che comporta, per via del forte impatto visivo(gli aerogeneratori sono di grandi dimensioni e numerosi), del rumore (generato dall’attrito delle pale con il vento), dell’effetto sulla flora e sulla fauna (numerosi sono gli uccelli che muoiono contro le pale dei rotori) e delle interferenze sulle telecomunicazioni (evitabili rispettando le giuste distanze fra i rotori).

I parchi eolici in Europa

Lo sfruttamento cospicuo dell’energia eolica per la produzione di energia elettrica è relativamente recente. Fino al 1980 l’energia prodotta con l’eolico era ancora a zero in tutto il mondo. Attualmente i parchi eolici riscuotono un grande consenso in Germani, Danimarca e Spagna.

L’Italia è il quarto produttore europeo. Le principali centrali eoliche italiane si trovano a Tarsia (CS), Montearci (OR) e Sclafani bagni (PA).

Bibliografia:
"Progetto Tecnologia - Vol.B" (Benente, Ferraiolo, Vitale - Ed. Paravia)
"Tecnologia - Energia e applicazioni - Vol.D" (Gianni Arduino - Ed. Lattes)
"Fare Tecnologia" (G.Paci - Ed. Zanichelli)
"Area Tecnologia" (A.Chini, A.Conti - Ed. Minerva Scuola)