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Pale eoliche

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Pale eoliche 2017-04-03T13:58:53+00:00

Pale eoliche: l’energia del vento per produrre energia

Il vento è un elemento presente sulla Terra e che costituisca qualcosa di disponibile e continuativamente presente. Il vento viene sfruttato dall’uomo sin dalle sue origini, per muovere le imbarcazioni e poi per far funzionare ingranaggi, mulini a vento e per produrre oggi energia elettrica. Non c’è luogo del mondo in cui non soffi il vento. L’energia eolica del vento si ottiene sfruttando l’energia cinetica con la quale il vento fa girare le pale eoliche di un’elica. Queste sono collegate a loro volta ad un generatore, che è in grado di tramutare l’energia meccanica di rotazione in elettricità. Questi moderni mulini a vento vengono definiti aerogeneratori.

Come è fatto un aerogeneratore

L’impiego principale dell’energia eolica è la produzione di energia elettrica per mezzo di generatori eolici. Questa sfrutta la rotazione della pala eolica: la massa d’aria in movimento con una velocità che supera i 10 km/h fa girare le pale. Ci sono diversi tipi di aerogeneratori che si differenziano per dimensione e forma. Possono avere dall’una alle tre pale, di diverse lunghezze. Quelli con pale di 50 cm sono semplici caricabatterie di solito, quelli con pale lunghe 30 metri invece possono erogare anche 1500 KW, un potenziale che può bastare per le esigenze giornaliere di 1000 famiglie.

Il tipo di aero generatore più diffuso è quello costituito da una torre in acciaio che ha un’altezza tra i 60 ed i 100 metri, con 2-3 pale eoliche lunghe una ventina di metri. La potenza generata è di 600 KW. Ogni pala eolica è fissata su un elemento meccanico che si definisce mozzo. Questa struttura è chiamata rotore. In base alla posizione dell’asse intorno al quale ruota questo meccanismo, si distinguono rotori:

  • con asse verticale, i più antichi ma poco utilizzati. Di recente si sono approfonditi degli studi per cui ne è stata migliorata molto l’efficienza. Il vantaggio è che questi funzionano indipendentemente dalla direzione del vento e hanno una maggiore resistenza anche con alte velocità e turbolenze.
  • con asse orizzontale, i più noti e diffusi, hanno una struttura semplice che prevede un sostegno con alla sommità una gondola o una navicella all’interno della quale vi sono l’albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l’albero veloce, il generatore e i dispositivi ausiliari di sicurezza (sistema di controllo e frenante). All’estremità dell’albero lento c’è il rotore.

Sono anche stati messi a punto dei particolari rotori che hanno pale eoliche mobili, cioè che si possono variare nell’inclinazione  al variare della velocità del vento, in modo da mantenere costante la quantità di energia prodotta.

Gli impianti eolici

Gli impianti si dividono in due grandi categorie: gli impianti per utenze isolate e quelli concepiti per venir allacciati a reti elettriche che sono già esistenti.

Gli impianti per utenze isolate sono fatti per produrre energia elettrica di servizio, cioè fornita da aerogeneratori con una potenza inferiore a 1 KW (con un rotore di 1-2m): quindi impianti di segnalazione, ripetitori radio, rilevatori etc. Questo tipo di utilizzi sono in molti casi concorrenziali o usati per integrare i sistemi fotovoltaici. C’è anche una produzione destinata akke case sparse non allacciate dalla rete elettrica. Questi impianti sono di piccola taglia 3-20 KW e un sistema di accumulo per l’energia prodotta con vento favorevole. Queste applicazioni hanno una diffusione limitata in realtà nei paesi industrializzati, ma dovrebbero essere presi in considerazione nei paesi in via di sviluppo battuti dal vento.

Gli impianto costituiti per essere connessi alla rete si dividono in due categorie, vi sono quelli per produrre elettricità per alimentare piccole brevi reti e quelli per produrre energia per la rete nazionale. I primi sono impianti che si trovano su isole piccole o in aree remote che non sono connessi alla grande rete nazionale, sono spesso integrati dal fotovoltaico. Mentre gli altri sono quelli in cui maggiormente si impiega l’eolico: quelli che si connettono alle grandi reti nazionali. Le macchine usate sono grandi e sono installate singole o in gruppi con potenze di grande portata.

Il minieolico per casa

Di solito si parla di minieolico quando si parla di potenze comprese tra i 20KW ed i 200KW (al di sotto si parla di microeolico. Per taglie superiori si entra nell’eolico di grande taglia. In termini energetici per casa dobbiamo prendere in considerazione innanzitutto la ventosità della zona in cui si vuole installare il sistema. Sono disponibili delle mappature dei venti gratuite e per misurare il potenziale rendimento esistono simulatori. In genere un eolico per la casa costa 2-3mila euro per impianti che producono 10-20 KW, ma vi sono delle miniturbine che possono anche produrre solo 6KW. Con 140mila euro altrimenti si possono produrre 80KWh all’anno.

Il minieolico è un settore sottovalutato ed è una soluzione in formato domestico dell’energia eolica. Con minieolico si intende un sistema con una turbina che non supera gli 8 metri di altezza. Il minieolico, noto anche come eolico domestico, ha prezzi relativamente contenuti e quindi sta prendendo sempre più piede. Soprattutto dal momento che vi sono degli incentivi statali provenienti dall’UE . La prima variabile da prendere in considerazione è la velocità del vento nella zona dove vogliamo montare le pale eoliche: i requisiti minimi di ventosità devono esserci, altrimenti la turbina non si muoverà nemmeno. Guardando l’atlante eolico d’Italia, solo alcune aree sono interessate da venti abbastanza veloci, nelle rimanenti il vento soffia a meno di 5 m/s ed è il limite minimo. Quindi in molti casi si possono escludere già così alcune possibilità.

Il mercato italiano propone una gamma discreta di aerogeneratori, il prezzo è piuttosto variabile, anche se è chiaro che il parametro che incide sul costo finale è ovviamente la potenza, quindi i Watt, che un impianto è in grado di generare. Fra le ultime novità c’è la turbomill, di un gruppo americano, ovvero una turbina eolica verticale con dimensioni ridotte, infatti resta entro il metro quadrato di volume e che può essere installata in combinazione con un pannello solare.

Grazie agli impianti minieolici è possibile trasformare qualunque presa di corrente in un piccolo generatore privato con energia diffusa, che viene distribuita all’impianto domestico. Una soluzione che può essere funzionale anche con poco vento, dal momento che si può adottare un sistema modulare di turbine collegate fra loro in modo da scalare la potenza. Sul mercato si trovano minieolici orizzontali e verticali.