Le turbine eoliche possono trasformare la potenza del vento nell’elettricità che tutti usiamo per alimentare le nostre case e le nostre attività. Possono essere indipendenti, fornendo solo una o un numero molto ridotto di abitazioni o attività commerciali, oppure possono essere raggruppati per formare parte di un parco eolico. Qui spieghiamo come funzionano e perché sono importanti per il futuro dell’energia.
Le turbine eoliche funzionano secondo un semplice principio: invece di usare l’elettricità per produrre vento, come un ventilatore, le turbine eoliche usano il vento per produrre elettricità. Il vento fa girare le pale simili a un’elica di una turbina attorno a un rotore, che fa girare un generatore, che crea elettricità. Il vento è una forma di energia solare causata dalla combinazione di tre eventi simultanei:
- Il sole riscalda in modo irregolare l’atmosfera
- Irregolarità della superficie terrestre
- La rotazione della terra.
Per prima cosa iniziamo con le parti visibili del parco eolico che siamo tutti abituati a vedere: quelle torreggianti turbine bianche o grigio chiaro. Ognuna di queste turbine è costituita da un insieme di pale, una scatola accanto a loro chiamata gondola e un albero. Il vento, anche solo una leggera brezza, fa girare le pale, creando energia cinetica. Le pale che ruotano in questo modo fanno girare anche l’albero nella navicella e un generatore nella navicella converte questa energia cinetica in energia elettrica.
Per connettersi alla rete nazionale, l’energia elettrica viene poi fatta passare attraverso un trasformatore presente sul sito che aumenta la tensione fino a quella utilizzata dal sistema elettrico nazionale. I termini “energia eolica” e “energia eolica” descrivono entrambi il processo mediante il quale il vento viene utilizzato per generare energia meccanica o elettricità. Questa potenza meccanica può essere utilizzata per compiti specifici (come macinare grano o pompare acqua) oppure un generatore può convertire questa potenza meccanica in elettricità.
L’importanza e tipologie di pale eoliche
Le moderne turbine eoliche possono essere classificate in base a dove sono installate e come sono collegate alla rete:
- Le turbine eoliche terrestri: variano in dimensioni da 100 kilowatt fino a diversi megawatt. Le turbine eoliche più grandi sono più convenienti e sono raggruppate in impianti eolici, che forniscono energia alla rete elettrica.
- Le turbine eoliche offshore: tendono ad essere massicce e più alte della Statua della Libertà. Non hanno le stesse sfide di trasporto delle installazioni eoliche terrestri, poiché i componenti di grandi dimensioni possono essere trasportati su navi anziché su strada. Queste turbine sono in grado di catturare potenti venti oceanici e generare grandi quantità di energia.
- Piccole turbine: possono essere utilizzate in sistemi energetici ibridi con altre risorse energetiche distribuite, come microreti alimentate da generatori diesel, batterie e fotovoltaico. Questi sistemi sono chiamati sistemi eolici ibridi e sono generalmente utilizzati in luoghi remoti e off-grid (dove non è disponibile una connessione alla rete pubblica) e stanno diventando sempre più comuni nelle applicazioni connesse alla rete per la resilienza.
Le turbine eoliche tendono ad essere bianche o grigio molto chiaro, con l’idea di renderle il più visivamente discrete possibile. Si discute se debbano essere dipinti di altri colori, in particolare il verde, in alcuni contesti per aiutarli a mimetizzarsi meglio con l’ambiente. La primissima turbina eolica che produceva elettricità fu creata dal professor James Blyth nella sua casa per le vacanze in Scozia nel 1887. Era alta 10 metri e aveva un telo per vele. Il primo parco eolico al mondo è stato aperto nel New Hampshire negli Stati Uniti nel 1980.
Quanto deve essere forte il vento per far funzionare una turbina eolica? Le turbine eoliche funzioneranno generalmente tra 7 mph (11 km/h) e 56 mph (90 km/h). L’efficienza è solitamente massimizzata a circa 18 miglia all’ora (29 km/h) e raggiungeranno la massima potenza a 27 miglia all’ora (43 km/h).