L'ENERGIA EOLICA

l'energia eolica

OBIETTIVI DI QUESTA LEZIONE

Conoscere l'evoluzione nel tempo della produzione e dell'utilizzo di energia
Conoscere e classificare le fonti energetiche rinnovabili
Valutare le scelte e decisioni relative a problematiche (ambientali, sociali, economiche...) legate alla produzione di energia

COSA TI SERVE PER COMINCIARE?
Riconoscere i sistemi tecnologici e le relazioni che stabiliscono con l'ambiente
Riconoscere i principali processi di trasformazione delle risorse e delle materie prime e di produzione di beni
Riuscire a ipotizzare le conseguenze di scelte di tipo tecnologico

INDICE

1.COSA E' IL VENTO?
2.COME FUNZIONA UN AEROGENERATORE
3.WIND FARM

1.COSA E' IL VENTO?

Anche il VENTO, come il SOLE e l’ACQUA, può essere considerato una fonte energetica naturale, presente su tutta la superficie terrestre e capace di generare, in alcuni luoghi, una grande quantità di energia
Il vento è quel fenomeno naturale rappresentato dallo spostamento delle masse d’aria tra zone a differente pressione atmosferica. In pratica, quando la terra rilascia nell'atmosfera il calore ricevuto dal sole non lo fa in modo uniforme. Nelle zone fredde, in cui la Terra cede meno calore, si formano masse d’aria fredda e la pressione dei gas atmosferici cresce, mentre nelle zone calde dove viene ceduto più calore, si formano masse d'aria calda e la pressione dei gas diminuisce. Quando masse d’aria a diversa temperatura vengono a contatto, l'aria più calda tende a spostarsi verso l'alto, mentre quella più fredda si sposta verso il basso. Tanto maggiore è la differenza di temperatura, tanto più veloce sarà lo spostamento delle masse d’aria e maggiore il vento prodotto.

L’uomo ha sfruttato l’energia eolica fin dall’antichità: per navigare a vela e per macinare i cereali ed irrigare i campi grazie ai mulini a vento. Queste primi sistemi trasformavano l’energia cinetica del vento in energia meccanica per utilizzarla in modo diretto, oggi invece, vengono realizzati degli appositi aerogeneratori, una specie di giganteschi mulini a vento capaci di ruotare anche con venti minimi, trasformando l’energia cinetica in energia meccanica e poi in energia elettrica.

2.COME E' FATTO UN AEROGENERATORE?

Un aerogeneratore è formato da alcuni elementi meccanici basilari: il rotore, le pale, il generatore, la torre ed il sistema di controllo.

funzionamento di un aerogeneratore

1. il rotore, cioè l'elemento rotante dell'aerogeneratore, è' composto da un asta detta mozzo su cui sono fissate le pale eoliche, generalmente realizzate in fibra di vetro e concepite per trasformare l’energia cinetica del vento in energia meccanica.
2. Il rotore è sostenuto da una torre, la quale può essere a forma di traliccio, esattamente come i tralicci elettrici, oppure a forma di pilone tubolare

struttura di un rotore

3. quando il vento soffia la rotazione delle pale attiva un alternatore, collegato al rotore, che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.

4. Il generatore di corrente è collegato,a sua volta, ai cosiddetti sistemi di controllo che regolano la produzione di elettricità e l'eventuale allacciamento alla rete rete.

3.WIND-FARM

Le cosiddette wind farm (parchi eolici) sono vere e proprie centrali elettriche ottenute dal collegamento di più aerogeneratori. Questi vengono posizionati fra loro ad una distanza pari a cinque –dieci volte il diametro descritto dalla rotazione delle pale.

immagine di una wind farm in Puglia

Pur utilizzando una fonte energetica inesauribile, gratuita, non inquinante e facilmente convertibile in energia elettrica da trasformare come il vento, devono comunque confrontarsi con alcune difficoltà che impediscono la diffusione su larga scala dei generatori eolici. In primo luogo il vento è una forma di energia incostante perché non è presente in tutti i luoghi in maniera costante, cambia spesso di intensità e di direzione. Bisogna quindi costruire impianti di grandi dimensioni che modificano profondamente l’aspetto di un territorio (aerogeneratori da 1500 kW hanno altezza della torre e diametro del rotore di circa 60 metri), che producono inquinamento acustico -dovuto alla rumorosa rotazione delle pale- e interferiscono con i flussi d’aria che conducono gli uccelli nei loro percorsi migratori. Inoltre, le torri non possono essere installate l’una vicino all’altra, ma debbono distanziarsi di almeno 100 metri per non interferire l’una sull’altra sottraendosi vento.

schema con le dimensioni di aerogeneratori di diversa potenza confrontati con la Statua della Libertà

Per risolvere in parte questi problemi si ricorre, come per le piattaforme petrolifere, alla collocazione offshore, cioè in mare aperto, delle wind farm. 

immagine di una wind farm offshore nel Regno Unito

sistemi di ancoraggio di una windfarm off shore

Questa soluzione permette alcuni vantaggi: in mare il vento soffia in modo più costante e con intensità maggiore; lo spazio libero a disposizione è notevole; l’inquinamento acustico non è rilevato; non ci sono vincoli paesaggistici. Gli svantaggi sono invece di natura economica, perché il costo delle installazioni delle torri, la loro manutenzione e la protezione delle turbine dall’azione corrosiva dell’acqua salata sono elevati.