LA
PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA
Le
turbine eoliche iniziarono a essere utilizzate per la produzione di elettricità
verso la fine del XIX secolo, in Danimarca, dove sono ancora oggi largamente
diffuse: funzionavano da piccoli generatori per fornire elettricità a ristrette
comunità rurali. Negli anni Trenta, con la diffusione delle linee elettriche di
trasporto, furono costruite turbine di potenza maggiore, che potevano rifornire
di energia zone più vaste.
Le
macchine più diffuse erano quelle ad asse verticale, benché poco efficaci, e
vennero perciò gradualmente soppiantate da quelle ad asse orizzontale.
Recentemente però il sistema ad asse verticale è stato ripreso e perfezionato,
ed è oggi utilizzato per turbine che producono una potenza elettrica inferiore
a 50 kW.
Aerogeneratori: I moderni aerogeneratori sono basati sullo stesso principio dei
motori eolici del passato, ovvero sullo sfruttamento dell'energia cinetica del
vento per far girare le pale di un rotore, secondo le leggi dell'aerodinamica,
ma le loro caratteristiche costruttive, e quindi il loro aspetto esteriore, ne
differiscono sensibilmente.
I
due tipi principali di aeromotore si distinguono per la direzione dell'asse del
rotore, che può essere orizzontale o verticale. Quelli ad asse orizzontale, che
somigliano di più ai tradizionali mulini a vento, sono sistemati alla sommità
di un'alta torre e da lì azionano, mediante una trasmissione a ruote dentate,
l'albero del generatore di corrente collocato nell'interno, a livello del
terreno. Il diametro del rotore, generalmente a tre pale profilate come quelle
di un'elica aerea, può variare da poco più di un metro a cinque metri. In
alcuni modelli, il passo delle pale può essere variato per controllare la
velocità di rotazione, fino all'arresto del rotore in caso di vento eccessivo.
Un sistema direzionale che sfrutta il principio della banderuola mantiene
controvento il piano del rotore.
Di
regola, i moderni aerogeneratori entrano in azione quando la velocità del vento
si avvicina ai 20 km/h, esprimono il massimo rendimento fra 40 e 50 km/h, e si
disattivano intorno ai 110 km/h. Il problema maggiore che deve affrontare la
produzione di energia eolica, infatti, è la naturale incostanza dei venti, che
si traduce in un funzionamento discontinuo degli aerogeneratori. Per questo
motivo, sono ritenute adatte all'installazione di aerogeneratori soltanto le
località caratterizzate da una velocità media annua del vento di almeno 21
km/h.
Più
efficienti, perché potenziano l'energia del vento e quindi sviluppano una
potenza maggiore, sono gli aeromotori ad asse verticale. Sono costituiti da un
involucro cilindrico fisso, percorso da fessure longitudinali, attraverso le
quali passa il flusso d'aria, e da un rotore coassiale con il generatore di
corrente. Le fessure sono accoppiate ad alette orientabili che regolano il
flusso d'aria, aprendosi solo dalla parte da cui soffia il vento. L'energia
eolica rappresenta una valida alternativa alle fonti non rinnovabili, ad
esempio il petrolio, e soprattutto non produce inquinamento ambientale.
Le centrali eoliche: Il 2% dell'attuale produzione di
energia elettrica della Danimarca proviene da aerogeneratori, e lo stesso vale
per la California. Le pochissime centrali eoliche italiane generano una potenza
pari a circa 50 MW, una minima parte dei 3000 MW installati a tutt'oggi nel
mondo. Nei prossimi anni, la produzione di energia elettrica dal vento in
Italia dovrebbe salire a 400 MW, ottenuti da installazioni a opera dell'ENEL,
cui dovrebbe sommarsi una quantità analoga di potenza prodotta con
installazioni private. Gli esperti stimano che, alla metà del XXI secolo, oltre
il 10% dell'energia elettrica prodotta nel mondo sarà ottenuta da aerogeneratori.
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