Il presente capitolo si compone di una introduzione sull’energia eolica, per poi passare alla descrizione di un impianto eolico. Successivamente sarà analizzata la situazione attuale dell’eolico in Italia nel periodo 2000-2012: verranno analizzati dati sulla potenza installata, sulla numerosità del parco impianti e sulla produzione. Infine l’ultimo paragrafo sarà dedicato ai costi di questa tecnologia.
La fonte rinnovabile vento ha una lunga tradizione. Si tratta, infatti, della forma di sfruttamento energetico più antica insieme con la fonte idrica. L’energia ricavata dal vento affonda le sue radici nella Preistoria. Le prime forme di sfruttamento sono rappresentate dalle vele delle imbarcazioni. Successivamente, intorno al III millennio a.C., nel continente asiatico, vennero introdotti i mulini a vento. L’energia ricavata attraverso le suddette forme di sfruttamento era sostanzialmente meccanica: serviva e serve a far muovere una nave oppure le macine di un granaio. Accanto a questa forma, negli ultimi anni, si è aggiunta la generazione di energia elettrica da eolico. Quest’ultima è stata oggetto di forte interesse da parte di molte nazioni a seguito delle crisi petrolifere degli anni Settanta del Novecento. È proprio in tale periodo che si registra una forte crescita dei fondi destinati ad attività di ricerca e sviluppo per tale tecnologia.
Nel presente capitolo sarà quindi analizzata la produzione elettrica da fonte eolica: tale forma di sfruttamento prevede la trasformazione dell’energia cinetica delle masse d’aria in energia elettrica attraverso degli aerogeneratori, ossia le comuni torri dei parchi eolici. È bene sottolineare che quando si parla di impianto eolico, si intende molto spesso un parco eolico o wind farm. Una “fattoria del vento” è infatti composta da più aerogeneratori, è raro invece imbattersi in impianti eolici costituiti da una singola torre, se non nel caso di impianti di piccola taglia. Prima di descrivere una centrale eolica è necessario individuare quali siano i principali vantaggi e svantaggi connessi allo
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sfruttamento del vento.
Anzitutto il vento rappresenta una fonte energetica rinnovabile. Il suo sfruttamento non produce emissioni di gas serra, salvo quelle connesse alla produzione delle componenti necessarie alla costruzione di un aerogeneratore. Come tutte le tecnologie considerate finora, anche quella eolica permette la realizzazione di impianti tail made, ossia “costruiti su misura”, in base alle esigenze dell’utente e del sito di costruzione. Sono bassi i costi di mantenimento e soprattutto, questione molto importante, sono di lieve entità i costi di smantellamento di un parco eolico, caratteristica che lo rende competitivo nei confronti di altre tecnologie (nucleare e idrica) che presentano invece notevoli costi di smantellamento. L’eolico in più non è influenzato dall’andamento dei prezzi dei combustibili, in quanto non è necessario alcun carburante per far funzionare un parco.
Per quanto riguarda invece gli svantaggi, essi sono nettamente inferiori ai pregi. In primo luogo la fonte eolica non è programmabile (così come idrico ad acqua fluente e fotovoltaico) in quanto funziona ad intermittenza. Molto dipende dalle condizioni del sito di installazione in termini di ventosità e caratteristiche orografico - territoriali. È necessario quindi che sia affiancata da fonti programmabili, permettendo così una gestione efficace delle forniture elettriche agli utenti. In secondo luogo, occorre menzionare il problema paesaggistico. Questo rappresenta un forte vincolo alla diffusione dell’eolico, specie in un Paese come l’Italia ove si è già citato il ruolo, spesso di ostacolo, esercitato dalle Sopraintendenze. Le torri eoliche, per quanto esteticamente apprezzabili, creano un impatto visivo notevole nel paesaggio d’inserimento. Si può però affermare che l’impatto ambientale, escludendo gli impianti di maggiori dimensioni, è molto contenuto, con grande facilità nelle operazioni di smantellamento, dovuta essenzialmente ai bassi costi e alla possibilità di riciclo di molte componenti. Chi scrive non intende esprimere una posizione riguardo ai vincoli paesaggistici, ma semplicemente indicare il loro ruolo di regolazione nella diffusione delle centrali del vento. Infine è da menzionare la speculazione che caratterizza questa tecnologia: in alcune parti del mondo, Italia compresa, vengono costruiti impianti anche in luoghi caratterizzati da una scarsa ventosità, al solo scopo di lucrare sugli incentivi concessi a tale forma di energia.
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descrivere una tipica centrale del vento in termini di funzionamento e opere di cui si compone.
Come poc’anzi affermato un impianto eolico sfrutta l’energia cinetica del vento e la trasforma in energia elettrica. Un parco eolico è caratterizzato dalla presenza di più aerogeneratori, comunemente detti torri. Il singolo aerogeneratore ricorda molto un fiore. Alla cima del fusto, è posto il rotore. Il rotore è munito normalmente di tre pale eoliche, realizzate in fibra di vetro, che sono simili ai petali. Il rotore insieme con le pale costituiscono la turbina eolica. Dietro il rotore trova posto la struttura di alloggiamento, comunemente denominata navicella. All’interno della navicella sono presenti il moltiplicatore di giri, il generatore elettrico e i meccanismi di controllo dell’aerogeneratore. La torre è collegata tramite un cavidotto al trasformatore, necessario ad elevare di tensione l’elettricità per immetterla in rete. L’insieme delle opere di cui si compone un impianto eolico è ben visibile in Figura 20.
Figura 20: Schema del funzionamento di un impianto eolico
Fonte dati Figura 20: www.gse.it, Gestore Servizi Energetici
Grazie all’ausilio di Figura 20 è possibile descrivere nel dettaglio il funzionamento di un aerogeneratore. Il vento sferza le pale eoliche, le quali generano la rotazione del rotore. La rotazione è così trasferita all’alternatore, il quale permette la generazione di energia elettrica. Il trasferimento tra rotore e alternatore, avviene grazie al sistema meccanico del moltiplicatore di giri. Attraverso il cavidotto, l’energia elettrica prodotta viene convogliata ad un trasformatore. Il trasformatore eleva di tensione l’elettricità per
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permetterne l’immissione in rete. La capacità di un aerogeneratore di produrre energia elettrica è in larga misura dipendente dalle condizioni di ventosità del sito di ubicazione. Le torri devono poi essere sufficientemente alte, in modo tale da evitare ostacoli o turbolenze connesse alla vicinanza del suolo. Le macchine eoliche si presentano in varie forme e taglie a seconda della potenza installata e delle dimensioni fisiche dell’aerogeneratore. Avremo pertanto aerogeneratori di taglia piccola (potenza installata fino a 200 KW), taglia media (potenza compresa tra 200 e 1000 KW), ed infine macchine di grossa taglia (superiori ai 1000 KW di potenza installata). L’altezza delle torri varia da un minimo di 10 metri, fino ad un massimo di 120 metri. Altra dimensione da considerare allorquando si tratta di eolico è rappresentata dal diametro del rotore. Qui si passa dal metro, misura minima per gli impianti di piccola taglia, agli 80 metri dei grandi aerogeneratori. Una torre eolica può essere utilizzata per fornire energia ad una singola utenza, oppure per utenze collegate da una rete in basse tensione. Infine i parchi eolici più consistenti forniscono elettricità ad utenze in rete di media o alta tensione. L’eolico si presta quindi alla già citata generazione diffusa e anche alla micro generazione diffusa, specie se affiancato da fonti programmabili gestite attraverso una smart grid. L’uso della smart grid, unito a sistemi più efficaci di stoccaggio dell’energia prodotta, si rivela necessario per evitare cali di tensione nella rete o insufficiente fornitura di energia nelle ore di punta.
In futuro si prevede la realizzazione di turbine con maggior potenza installata rispetto a quelle attuali. Le previsioni indicano infatti in 20 MW la potenza futura delle maggiori turbine, ben 15 MW in più rispetto ai 5 attuali. Questo comporterà la necessità di aumentare il diametro del rotore portandolo a 200 metri. Tuttavia notevoli sono le difficoltà insite nel raggiungimento di tale traguardo, prime fra tutte problematiche di tipo economico. Le problematiche economiche sono legate alla difficoltà nel finanziare tali attività di ricerca e sviluppo, specie nella fase attuale. Nonostante ciò, l’eolico continua a registrare tassi di investimento molto forti nell’intero pianeta. Terminata questa parte introduttiva è bene passare alla descrizione della situazione attuale dell’eolico in Italia.