Energy
L'Energia Eolica
L’energia eolica rappresenta la più antica fonte di energia rinnovabile utilizzata dall’uomo. Essa è il prodotto della conversione dell’energia cinetica del vento in altre forme di energia. Attraverso le centrali eoliche, questa energia viene principalmente convertita in energia elettrica.
Le caratteristiche morfologiche del territorio e dell’ambiente influiscono sulla direzione e sulla potenza del vento. Ad esempio boschi e montagne possono ridurre la potenza del vento, come anche gli edifici delle grandi città. Per questa ragione gli impianti eolici possono essere localizzati soltanto in alcune zone particolarmente favorevoli e non distribuiti sull’ intero territorio. La potenza del vento è particolarmente forte laddove non sussistono ostacoli, nelle superfici piane, lungo le coste e in mare aperto (impianti off-shore).
Si possono distinguere due tipologie di aerogeneratori, in relazione alla tipologia di modulo base utilizzato: Aerogeneratori ad asse verticale; Aerogeneratori ad asse orizzontale
Aerogeneratori ad asse verticale
Vantaggi per l’utilizzo di questa tecnologia sono riscontrabili nella ridotta rumorosità e nelle ridotte dimensioni, che ne rendono più facile ed estetica l’integrazione in contesti cittadini, dove tra l’altro il vento, solitamente turbolento, di portata e direzione e portata variabili, si adatta particolarmente a questo tipo di generatori.
L’utilizzo di questi dispositivi non è da escludere neanche negli impieghi di montagna, dove con venti molto intensi e raffiche, l’asse verticale risulta preferibile, dato che le turbine ad asse orizzontale presentano limiti dovuti alle inerzie delle grandi masse in movimento tangenziale e verticale, mentre la turbina ad asse verticale é indifferente alla rotazione del vento. Le strutture di sostegno inoltre non necessitano di essere particolarmente robuste e l’occupazione suolo rispetto ad impianti a pale è decisamente più contenuta.
Aerogeneratori ad asse orizzontale
Si tratta della tipologia di generatori attualmente più diffusa, di cui il mulino a vento può essere considerato lo storico progenitore. Gli aerogeneratori hanno un’altezza che oscilla tra i 40 e i 100 metri per catturare meglio l’energia del vento in una zona non perturbata e priva di ostacoli. L’aspetto dimensionale degli aerogeneratori é da tenere in particolare considerazione in fase di progettazione dei parchi eolici, in quanto l’elevata altezza li rende visibili anche a grandi distanze ed ha impatto inevitabile sul paesaggio circostante.
La velocità delle pale è controllata da un “sistema di controllo” che svolge principalmente due funzioni:
- moltiplica i giri per ottimizzare la produzione di energia elettrica (”scatola ingranaggi”);
- frena o blocca i giri delle pale in caso di sovraccarico e quando la
forza del vento supera un determinato fattore critico (”sistema frenante”);
La potenza degli aerogeneratori
Gli aerogeneratori eolici possono avere potenze molto differenti.
Per i grandi impianti si va mediamente da 500 kW (0,5 MW) fino a 3 MW. Sono potenze enormemente più grandi rispetto al passato, considerando che venti anni fa la potenza di un aerogeneratore raggiungeva al massimo i 25 kW. Oggi un solo aerogeneratore da 1,5 MW equivale a ben 60 aerogeneratori da 25 kW degli anni ‘80, a dimostrazione dell’evoluzione legata alla ricerca tecnologica nel settore. I nuovi aerogeneratori sono molto più grandi di quelli degli anni ‘80 e consentono un vantaggio nell’economia di scala della produzione d’energia elettrica. Per gli impianti domestici si va normalmente dai 0,3 Kw fino ai 2,5 Kw.
La produzione di energia elettrica dipende dalla velocità del vento. Al variare della velocità del vento, misurata in m/s, l’aerogeneratore produrrà una diversa potenza di energia elettrica. Esistono due soglie, una minima e una massima, affinché l’aerogeneratore eolico produca energia elettrica: Al di sotto di una determinata velocità minima del vento (”cut in”), l’aerogeneratore non eroga energia elettrica e il rotore resta fermo. Questa soglia minima è generalmente legata ad una velocità del vento di 3 metri al secondo, ma dipende dalle caratteristiche dell’aerogeneratore, dalle sue dimensioni e dalla tecnologia utilizzata. Al di sopra invece di una determinata velocità (”cut out”), il rotore dell’aerogeneratore smette di girare per evitare danni alla turbina. Quando si registrano velocità del vento superiori a 25 metri al secondo, valore tipico di “cut out”, l’aerogeneratore non produce quindi energia elettrica.
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