energia eolica

Come funziona l'energia eolica

L'energia eolica è la fonte rinnovabile più antica che sfrutta il vento per trasformare l'energia cinetica in elettricità: come funziona e come viene usata oggi
Come funziona l'energia eolica FASTWEB S.p.A.

Il vento è una delle fonti di energia pulita e rinnovabile utilizzata fin dall'antichità. Dalla prima vela che sfruttava il vento per muovere le barche e solcare i mari, ai mulini a vento che sfruttavano la sua potenza per macinare cereali e produrre farina. La possibilità di imbrigliare il vento e utilizzarlo nel corso dei millenni si è tradotta nella nascita di grandi impianti eolici che trasformano l'energia cinetica in energia elettrica pronta all'uso e completamente green.

Gii impianti eolici si basano su un sistema avanzato composto dalle pale di una turbina eolica, che mosse dal vento producono energia meccanica che a sua volta diventa elettricità. Esistono diverse tipologie di impianti che sfruttano la potenza del vento in modo differente e diverse tipologie di parchi eolici, che sono classifica in funzione della zona in cui vengono installate le turbine.

Secondo il rapporto Wind energy and economic recovery in Europe redatto da WindEurope e diffuso in Italia dall'Anev, nel 2019 l'impiego di energia eolica ha permesso di tagliare 118 milioni di tonnellate di anidride carbonica con una potenza installata in Europa di 197 GW e ricavi annuali per 37 miliardi di euro. In Italia nel 2019 sono stati prodotti 20.06 TWh dall'energia eolica, l'equivalente del fabbisogno di circa 20 milioni di persone, consentendo un risparmio di circa 12 milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica e di 25 milioni di barili di petrolio. L'obiettivo per il futuro è quello di passare dall'attuale 15% di produzione elettrica da energia eolica in Europa al 30% entro il 2030.

Impianti eolici: le tipologie di generatori

energia eolicaI moderni impianti eolici sono costituiti principalmente da due parti: la pala della turbina, che viene mossa dal vento, e un generatore che trasforma il moto rotatorio in elettricità. Questi sistemi prendono il nome di aerogeneratore e sfruttano lo stesso meccanismo di funzionamento dei mulini a vento, usando la forza del vento per produrre altri tipi di energia.

I generatori degli impianti eolici sono divisi in due categorie: generatori ad asse orizzontale e quelli ad asse verticale. I generatori ad asse orizzontale sono solitamente costituiti da una torre in acciaio alta al massimo 100 metri in cima alla quale si trova il generatore elettrico azionato dal sistema a pale lunghe, detto rotore. Questa tipologia è la più comune e diffusa, oltre che la più efficiente, dato che riesce a generare una potenza variabile da pochi kilowatt a 6 Megawatt a seconda della forza del vento, della zona in cui sono posizionati e del meteo.

Uno dei principali svantaggi è legato al fatto che raggiunta una velocità elevata, si attiva un sistema frenante che blocca il funzionamento dell'aerogeneratore per questioni di sicurezza. Inoltre, per ottenere la massima resa, e non perdere efficienza, il sistema deve trovarsi sempre in posizione parallela al vento e quindi questo tipo di generatori devono essere provvisti di un sistema, motorizzato o naturale, che li ponga nella posizione che ne garantisce il corretto funzionamento. Tra gli svantaggi, c'è anche il fatto di essere estremamente rumorosi.

I generatori ad asse verticale invece non sono influenzati dalla direzione del vento e sono dotati di una struttura con parti mobili che può resistere alle raffiche più forti, data la sua stabilità. Per questo sono impianti meno rumorosi, ma allo stesso tempo hanno una minore efficienza e sono meno diffusi.

Parchi eolici: le differenze tra on-shore, near-shore e off-shore

energia eolicaGli impianti eolici si differenziano non solo per il tipo di generatore, ma anche in funzione della zona in cui vengono installate le turbine, cioè il luogo in cui viene costruito il parco eolico. Le principali tipologie di parchi eolici sono tre: on-shore, near-shore e off-shore.

I parchi eolici on-shore sono installati in zone pianeggianti ed esposte a un moto ventoso costante e di una certa entità, ad esempio nelle pianure interne, nelle zone montuose e soprattutto in prossimità delle coste battute dalle correnti marine. Questa tipologia di parco eolico è molto diffusa nelle zone centrali degli Stati Uniti, dove si trovano le grandi pianure.

I parchi eolici near-shore sono solitamente installati fino a 10 chilometri di distanza dalle coste e sfruttano la forza cinetica dei venti che provengono dal mare. I parchi off-shore, invece, sono realizzati lontano dalla costa e sono caratterizzati da una maggiore stabilità, tanto da offrire le migliori condizioni di produzione di energia elettrica per via della velocità e della costanza del vento, ma allo stesso tempo hanno il grande svantaggio di richiedere costi di realizzazione e manutenzione elevati rispetto agli altri impianti.

Energia eolica: vantaggi e svantaggi

energia eolicaL'energia eolica rappresenta una fonte di energia rinnovabile, pulita e inesauribile con un basso impatto ambientale e costi di produzione contenuti. Gli impianti eolici non producono scarti o sostanze dannose e inquinanti per l'ambiente e la realizzazione di un parco eolico, dato l'ingombro ridotto degli impianti, non compromette le attività agricole e di allevamento nelle vaste aree di terreno occupate.

I costi di produzione di energia dal vento sono contenuti rispetto alle fonti tradizionali, così come sono bassi i costi di manutenzione che si riducono progressivamente negli anni grazie a un'efficienza costruttiva sempre migliore.

Nonostante questa fonte rinnovabile sia totalmente pulita, e i costi di produzione siano contenuti, uno dei principali svantaggi è costituito dall'alto costo degli investimenti iniziali richiesti per la realizzazione e installazione degli impianti, con spese così elevate che sono difficili da ammortizzare nel tempo: in alcuni casi i costi di costruzione superano i ricavi ottenuti, dato che non è possibile prevedere l'intensità del vento nelle zone e stimare l'efficienza della tipologia in termini di resa.

Altro grande svantaggio riguarda l'aspetto paesaggistico: questi impianti hanno un impatto visivo negativo sulle aree incontaminate e le zone paesaggistiche e panoramiche. Inoltre, il forte rumore del movimento dalle pale produce un inquinamento acustico che secondo alcuni studi avrebbe provocato cambiamenti negli ecosistemi.

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