Energia eolica 

L’energia elettrica ricavata dal vento è, tra le nuove fonti rinnovabili, quella tecnologicamente più matura e più vicina alla competitività economica con le tradizionali fonti di produzione elettrica. Ciò spiega il forte sviluppo che sta conoscendo in questi ultimi anni, in particolare nell’Unione Europea, dove la potenza installata è la maggiore a livello mondiale.

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. E’ in pratica l’energia cinetica generata dal movimento delle masse d’aria che si spostano sotto la spinta di forze come la forza di Coriolis (innescata dalla rotazione terrestre) e la forza di gradiente barico (causata dal diverso riscaldamento della superficie

178 terrestre). La potenza eolica media disponibile nella bassa atmosfera terrestre si aggira attorno ai 3.000 TW (3 miliardi di MW), ma quella effettivamente disponibile al livello della superficie terrestre è molto minore; in ogni caso, più che sufficiente, da un punto di vista teorico, a coprire il fabbisogno mondiale di energia attuale e futuro. Tutto ciò per sottolineare che anche la disponibilità di energia eolica è molto abbondante, anche se non ai livelli di quella solare.

Il suo sfruttamento, relativamente semplice e poco costoso, è attuato tramite macchine eoliche divisibili in due gruppi ben distinti in funzione del tipo di modulo base adoperato definito

generatore eolico:

 generatori eolici ad asse verticale,  generatori eolici ad asse orizzontale.

Figura 95: Rappresentazione schematica di centrali eoliche ad asse di rotazione orizzontale e verticale

Lo sfruttamento dell’energia eolica è pensato sia attraverso una produzione centralizzata in impianti da porre in luoghi alti e ventilati, sia per un eventuale decentramento energetico, per il quale ogni Comune avrebbe a disposizione impianti di piccola taglia, composti da un numero esiguo di pale (1- 3 turbine da 3-4 megawatt) con le quali generare in loco l'energia consumata dai suoi abitanti. Il tempo di installazione di un impianto è molto breve; fatti i rilievi sul campo per misurare la velocità del vento e la potenza elettrica producibile, si tratta di trasportare le pale eoliche e fermarle nel terreno. Il tempo di progettazione e costruzione di altre centrali (idroelettriche, termoelettriche,etc.) è superiore a 4 anni.

Nonostante le intenzioni siano le migliori, la mancanza di una legge quadro o di un testo unico sulle energie eoliche, diversamente dal solare, è considerata una delle cause della lenta diffusione della tecnologia in Italia rispetto all'estero.

179 In alcuni paesi come la Danimarca la corrente prodotta con questo sistema ha raggiunto lo

straordinario obiettivo del 23% del fabbisogno nazionale. Altri stati all'avanguardia sono la Spagna 9% e la Germania 7%.L'Italia invece è settima nella classifica delle nazioni con le maggiori capacità installate. A livello mondiale, tra il 2000 e il 2006, la capacità installata è quadruplicata, come si può vedere nella Figura 96 tratta dal sito della World Wind Energy Association.

Per sfruttare al massimo e in modo delocalizzato l’energia cinetica del vento, una soluzione possibile è rappresentata dall’istallazione di piccoli impianti “casalinghi”, detti piccolo eolico, minieolico e microeolico da installare in parchi o spiagge di fattorie, villaggi o ville. Per questi impianti casalinghi il prezzo di installazione risulta attualmente più elevato, a causa di un mercato poco sviluppato per questo tipo di impianti, anche a causa delle normative che, a differenza degli impianti fotovoltaici, in quasi tutta Europa ne disincentivano l'uso, sulla scia di un pensiero diffuso, soprattutto nei decenni passati, delle turbine eoliche come un grosso problema di impatto

paesaggistico. Per piccolo eolico, o minieolico, si intende la produzione di energia elettrica da fonte eolica realizzata con l’utilizzo di generatori di altezza inferiore a 30 metri. Gli aerogeneratori possono essere al servizio di una utenza isolata non collegata alla rete elettrica o connessi sia per una auto-produzione che per la fornitura di energia in rete. La differenza con il grande eolico risiede oltre che nella dimensione delle macchine nella possibilità di operare economicamente con regimi di vento inferiori a quelli richiesti dalle enormi macchine industriali.

Per microeolico si intendono impianti portatili, capaci di fornire meno di 1 kW a strutture come camper, cucine da campo, ospedali da campo, server e router wireless per computer portatili in spiagge o campeggi, ecc. Questa piccola quantità di potenza è sufficiente a fornire potenza ma non ad alimentare resistenze elettriche di forni, phon, scaldabagno o lavatrici.

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Figura 96: Capacità mondiale installata di energia elettrica da fonte eolica e previsioni 1997-2010. Fonte: WWEA (World Wind Energy Association)

Come e dove estrarre questa energia dal vento? Il “come” è un problema tecnologico in gran parte risolto con apposite turbine e aerogeneratori, tanto che l’energia eolica è la forma di energia

rinnovabile più conveniente e competitiva dopo l’idroelettrico e il geotermico. L'efficienza massima di un impianto eolico può essere calcolata utilizzando la Legge di Betz, che dimostra come l'energia massima che un generatore eolico qualunque possa produrre sia pari al 59,3% di quella posseduta dal vento che gli passa attraverso. Tale efficienza è molto difficile da raggiungere, e un

aerogeneratore con un'efficienza compresa tra il 40% al 50% viene considerato ottimo.

Dove estrarla, cioè in quali luoghi geografici installare gli aerogeneratori, è invece una questione che ha diversi aspetti, alcuni dei quali problematici. Il primo luogo favorevole è rappresentato dalle aree continentali (impianti onshore) dove la velocità del vento e la persistenza di condizioni ventose risultano maggiori, in particolare sulle alture e sulle montagne o in luoghi in cui la conformazione orografica del territorio è tale da favorire il convogliamento delle masse d’aria. Un luogo altrettanto favorevole è il mare aperto (impianti offshore), dove l’assenza di qualsiasi ostacolo al movimento delle masse d’aria riduce le perdite di energia del vento per attrito.

Gli altri aspetti del problema, in realtà, non sono tecnici o di costi ma piuttosto, a seconda dell’ubicazione sul territorio, di accettabilità sociale. I motivi più ricorrenti di opposizione agli impianti eolici sono l’impatto visivo, l’impatto estetico sul paesaggio, il rumore, il possibile disturbo dell’avifauna e il possibile aumento delle scariche elettriche dei fulmini. Queste

181 la Germania, che pure non è un paese ventoso, ha installato circa 18.000 MW eolici e la Danimarca, che ha un decimo della popolazione e un settimo della superficie dell’Italia, con i suoi 3.000 MW eolici installati ha una produzione più che doppia di energia eolica rispetto all’Italia.

L’utilizzo ottimale su larga scala dell’energia eolica, quindi, dipende non solo dalla promozione delle tecnologie già disponibili e dall’innovazione tecnologica per rendere più efficiente la produzione e l’uso dell’energia eolica, ma anche e soprattutto dalla scelta dei siti destinati alla localizzazione degli impianti, dalle valutazioni “strategiche” d’impatto ambientale e, per ultimo ma non meno importante, dal coinvolgimento e dalla partecipazione dei cittadini.

Altri aspetti negativi delle turbine eoliche:

 un problema importante per produzioni in larga scala, è l'intermittenza 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.

Questo rimane tuttavia il problema principale. Per fare un esempio, 10.000 aerogeneratori da 3 MW possono produrre potenze molto variabili: in una giornata estiva di "calma piatta", potrebbero produrre soltanto 1.000 MW, (quanto una media centrale nucleare); in una giornata autunnale, caratterizzata da venti forti e costanti, potrebbero superare i 20.000 MW. L'eccesso di potenza 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;

 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.