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L' ENERGIA EOLICA

L'energia eolica è il prodotto della conversione dell'energia cinetica del vento in altre forme di energia. Attualmente viene per lo più convertita in elettrica tramite una centrale eolica, mentre in passato l'energia del vento veniva utilizzata immediatamente sul posto come energia motrice per applicazioni industriali e pre-industriali. Prima tra tutte le energie rinnovabili per il rapporto costo/produzione, è stata anche la prima fonte energetica rinnovabile usata dall'uomo.

L’energia eolica è una risorsa fornitaci dal Sole e si crea, principalmente, per le differenze di temperatura tra la terra, l’aria e il mare e, chiaramente, tra le calotte polari e l’equatore. La potenza contenuta nel vento rappresenta un’enorme fonte di energia. La trasformazione avviene sfruttando una moderna versione dei mulini a vento (aerogeneratori o turbine eoliche).

Queste apparecchiature sono essenzialmente composte da piloni di diversa altezza sulla cui sommità vi è un sistema rotante costituito da pale. L’energia cinetica dell’aria in movimento determina una pressione sulle pale causandone la rotazione e producendo energia meccanica che può essere utilizzata in modo diretto da macchine operatrici o per produzione di energia elettrica.

I sistemi eolici: la produzione di energia

I sistemi che utilizzano l’energia del vento vengono definiti Sistemi Eolici ed in particolare ne esistono tre tipologie:

1.Sistemi eolici di pompaggio meccanico – Sono sistemi che utilizzano l’energia del vento per convertirla direttamente in energia meccanica disponibile all’asse di una pompa. Questa tecnologia è diffusa specialmente in quelle aree rurali dei Paesi in via di sviluppo, dove l’approvvigionamento energetico comporta difficoltà e costi eccessivi.

2.Sistemi eolici di pompaggio elettrico – Si tratta di sistemi di applicazione dell’energia eolica mediante i quali si converte tale energia in energia elettrica e con questa si alimenta la pompa.

3.Sistemi eolici elettrici – Sistemi con i quali si converte l’energia del vento direttamente in energia elettrica ottenendo buoni rendimenti di conversione. Tali sistemi rappresentano l’applicazione di maggiore spicco della tecnologia eolica.

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 l’aerogeneratore non eroga energia elettrica e le pale girano in folle. Questa soglia minima è generalmente posta ad una velocità del vento di 3 metri al secondo. Ad ogni modo la soglia minima dipende dalle caratteristiche dell’aerogeneratore, dalle sue dimensioni e dalla tecnologia utilizzata.

• Esiste anche una soglia massima oltre la quale le pale dell’aerogeneratore smettono di girare per evitare danni alla turbina. La potenza del vento superiore a 25 metri al secondo è una buona soglia di sicurezza. Oltre queste velocità l’aerogeneratore non produce energia elettrica.

La generazione di energia elettrica per via eolica presenta indiscutibili vantaggi ambientali: produzione di energia da immettere direttamente sulla rete locale; disponibilità di potenza direttamente vicino ai centri di carico locali; emissioni inquinanti evitate dalla sostituzione di una quota parte del parco termoelettrico.

Aspetti negativi dell'energia da fonti eoliche

I possibili effetti indesiderati degli impianti hanno luogo solo su scala locale e riguardano: l’occupazione del territorio, l’impatto visivo, il rumore, gli effetti sulla flora e la fauna e le interferenze sulle telecomunicazioni.

Occupazione del territorio: la bassa densità energetica dell’energia eolica per unità di area della superficie di territorio, comporta la necessità di procedere alla installazione di più macchine per lo sfruttamento della risorsa disponibile. Tuttavia gli aerogeneratori e le opere a supporto (cabine elettriche, strade) occupano solo il 2-3% del territorio necessario per la costruzione di un impianto e a differenza delle centrali elettriche convenzionali la parte del territorio non occupata dalle macchine può essere impiegata per l’agricoltura e la pastorizia.
Impatto visivo: gli aerogeneratori per la loro configurazione sono visibili in ogni contesto ove vengono inseriti. Ma una scelta accurata della forma e del colore dei componenti, per evitare che le parti metalliche riflettano i raggi del sole, consente di armonizzare la presenza degli impianti eolici nel paesaggio.
L'impatto ambientale, seppur rivalutato negli ultimi anni, è un grosso disincentivo all'installazione di questo genere di impianti. Nella gran parte dei casi infatti i luoghi più ventosi risultano essere le cime ed i pendii di colline e montagne, spesso luoghi dove la natura viene protetta e dove gli impianti eolici risultano visibili anche da grande distanza, con un impatto paesaggistico in alcuni casi non tollerabile. Inoltre generano un lieve inquinamento acustico, che in ecosistemi delicati potrebbe influenzare la vita delle specie animali presenti. La turbina eolica fornisce potenze analoghe con un impatto paesaggistico molto più contenuto: di dimensioni molto più compatte, possiede un rotore e un numero elevato di micropale lunghe pochi centimetri.
È opinione diffusa che gli impianti eolici possano essere pericolosi per l'avifauna, uccidendo gli uccelli che vi volano in mezzo. In realtà, gli studi condotti hanno rilevato una mortalità bassissima e molto inferiore a quella causata dalle finestre dei normali edifici e dalle automobili.
Un altro problema, per ora marginale, ma importante per produzioni in larga scala, è l'intermittenza (o "aleatorietà") della potenza elettrica prodotta. Il vento, analogamente al Sole e differentemente dalle fonti di energia convenzionali, non fornisce energia continuamente ed omogeneamente e soprattutto non può essere controllato per adattare l'energia prodotta alla richiesta delle utenze, se non in combinazione con altre fonti di energia, come l'idroelettrico, capaci di essere controllati. Tuttavia, nell'ambito di ampie reti di generatori, questo aspetto viene smorzato.
Recentemente, le autorità preposte al controllo del traffico aereo di alcuni paesi hanno avanzato delle perplessità circa l'installazione di nuovi parchi eolici: essi sono in grado, in molti casi, di interferire con l'attività dei radar, i quali non riescono facilmente ad eliminare gli echi dovuti alle torri eoliche, a causa della loro elevata RCS (Radar Cross Section) e, soprattutto, delle pale in continua rotazione che un sistema di telerilevamento può scambiare erroneamente per velivoli in movimento.
Il problema principale dell'energia eolica è la relativa incostanza, ad.es. 10.000 aerogeneratori da 3 MW (costo totale 30.000 Milioni di $) possono produrre potenze diversissime, in una giornata estiva di "calma piatta", potrebbero produrre soltanto 1.000 MW, (quanto una media centrale nucleare). Ma, in una giornata autunnale, caratterizzata da venti forti e costanti, possono superare i 20.000 MW. L'eccesso creerebbe un surplus energetico, difficile da commercializzare e/o trasportare, che potrebbe essere deviato verso l'economia a idrogeno attraverso il ben noto (ma relativamente inefficiente) processo dell'elettrolisi dell'acqua.