Cos'è l'energia eolica

Eolico, deriva dalla parola greca Eolo, il dio del vento. L’energia eolica è l’energia del vento, la più efficiente ed economica tra quelle definite rinnovabili. L’energia cinetica posseduta dal vento spinge le blade, che muovono i dispositivi preposti alla trasformazione dell’energia meccanica in energia elettrica.

Dagli antichi mulini a vento, ai moderni aerogeneratori

Negli anni venti e trenta si sviluppò la produzione di energia elettrica da quella eolica, grazie all’evoluzione delle turbine per la trasformazione dell’energia idraulica. La tecnologia maggiormente evoluta dei giorni nostri e la consapevolezza di un mondo estremamente inquinato, ha reso i moderni mulini a vento molto più veloci di quelli tradizionali e capaci di produrre energia senza consumo di combustibile fossile. Pertanto possiamo affermare che nessuna sostanza nociva viene rilasciata nell’ambiente.

 

Come funziona un impianto eolico

Gli aerogeneratori eolici possono distinguersi in orizzontali e verticali ed entrambi utilizzano l’energia cinetica del flusso d’aria che attraversa il rotore, convertendola prima in energia meccanica e poi, con un generatore, in energia elettrica.

  • Generatori eolici ad asse orizzontale, in cui l’asse del rotore va orientato, attivamente o passivamente, parallelamente alla direzione di provenienza del vento. Questa tipologia è la più diffusa. Questo tipo di turbine sono scelte per la realizzazione delle cosiddette wind farm. 
  • Generatori eolici ad asse verticale, indipendenti dalla direzione di provenienza del vento. E’ un tipo di macchina eolica contraddistinta da una ridotta quantità di parti mobili nella sua struttura, il che conferisce un’alta resistenza alle forti raffiche di vento e la possibilità di sfruttare qualsiasi direzione del vento senza doversi orientare continuamente. Hanno dimensioni ridotte e sono poco invasive, ottime per le installazioni nel contesto cittadino.

 

Elementi principali di un aerogeneratore

Elementi principali di un aerogeneratore1 Rotore. È costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale. Generalmente vengono utilizzate 2 o 3 pale, realizzate in fibra di carbonio o di vetro. Il diametro del rotore può andare da un minimo di circa 1 metro, per i generatori di taglia inferiore a 1 kW, fino ad alcune decine di metri nel caso di turbine da molti megawatt di potenza.

2 Sistema frenante. È costituito da un sistema di frenatura aerodinamico e uno meccanico. Sistema aerodinamico: controlla la potenza dell'aerogeneratore e, in caso di emergenza, arresta il rotore. Sistema meccanico: completa l'arresto del rotore, utilizzato come freno di stazionamento.

3 Moltiplicatore di giri. Trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce per far funzionare il generatore.

4 Navicella. È una struttura ubicata sulla sommità della torre. Essa sostiene il mozzo del rotore e contiene l’albero di trasmissione, il generatore elettrico e i sistemi di controllo. Il rotore e la navicella assieme formano la turbina. La navicella ha lo scopo di proteggere gli apparati elettrici e meccanici dai fenomeni atmosferici ed è in grado di ruotare orizzontalmente di 180 gradi, permettendo al rotore di allinearsi con la direzione del vento. Nei grandi generatori, questo allineamento è garantito dal sistema di imbardata, mentre i micro e alcuni mini generatori hanno un semplice timone.

5 Torre e fondamenta. La torre, di forma tubolare o a traliccio, sostiene il peso della  navicella e il rotore. Le fondamenta sono in cemento armato e devono essere ancorate al terreno, assicurando stabilità e sicurezza. L’altezza della torre dipende dalla ventosità del sito.

 

Caratteristiche del vento

Caratteristiche del ventoPrima di procedere all’installazione di un impianto, occorre verificare che siano assenti ostacoli, come edifici, alberi o altri elementi che potrebbero influenzare il flusso d’aria che investe il generatore. Un ostacolo può generare turbolenze sino ad altezze pari al doppio della sua altezza, in un raggio dalla base dello stesso pari a circa venti volte la sua altezza. Tanto più ci si eleva dal suolo tanto maggiore sarà la velocità del vento a disposizione. La velocità del vento si misura con l’anemometro, una semplice girandola esposta alla forza del vento. Il più usato è l’Anemometro a coppe, in cui il vento, soffiando sulle coppe, le pone in rotazione attorno a un asse verticale; un contatore elettrico o meccanico, misura il numero di giri che esse eseguono in un certo intervallo di tempo. Mediante opportune tabelle di taratura è possibile risalire alla velocità del vento.