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Energia eolica verticale - Cosa è

27.07.2010 | Author: Marco Rodella | Rev.:27.07.2010 | Rif.:10071301


Eolico verticaleLe turbine eoliche trasformano l'energia del vento direttamente in energia elettrica.

Siamo abituati ad immaginare le pale eoliche con design simili ai classici ventilatori domestici a muso ma con pale enormi e ingombranti. In realtà esistono sia tecniche di sfruttamento a pale orizzontali che verticali ed entrambi hanno a loro volta soluzioni estetiche, che sapientemente integrate, possono anche costituire bellissimi effetti coreografici.

Anche le rumoristà dei fruscii e delle movimentazioni meccaniche ed elettriche delle turbine, sono state notevolmente ridotte.

I rotori ad asse verticale di nuova generazione funzionano in modo indipendente dalla direzione del vento, aprendo nuove possibilità allo sfruttamento dell'energia eolica. Sono un'ottima soluzione per richieste energetiche piccole o medio-piccole (da 1 kW a 100 kW).

Energia eolica verticale - Come funziona

 

Eolico verticale caminoLe turbine eoliche ad asse verticale, cuore della moderna e innovativa tecnologia dell'eolico verticale, sono le più antiche concepite dall'uomo, tant'è che erano già usate dalle civiltà dell'antica Mesopotamia, soprattutto per irrigare.

Questa tecnologia, permette una resa energetica superiore all'eolico tradizionale (cioè, ad asse orizzontale), ed è adatta soprattutto per la realizzazione di impianti di potenza media e piccola.

Le pale delle turbine eoliche verticali, come per quele orizzontali, vengono messe in rotazione dal movimento dell'aria, e l'energia così ottenuta è impiegata per azionare un generatore elettrico (aerogeneratore).

Oltre al migliore rendimento, i vantaggi dell'asse verticale, sono diversi:

  1. costante funzionamento indipendentemente dalla direzione del vento
  2. le turbine più piccole non necessitano di alti pali di sostegno
  3. migliore resistenza anche alle alte velocità dei venti e alla loro turbolenza
  4. scarso ingombro.


Energia eolica verticale - Le tecniche

 

Generatore eolico verticalePoiché la velocità del vento non è regolare, per stimare la produzione di energia di una turbina eolica non basta conoscerne la velocità media. Altrettanto importante è possedere dei dati precisi relativi alle diverse velocità del vento che insieme determinano la media. Infatti, a seconda delle zone, può essere più o meno variabile dando, però, la stessa velocità media.

Per stimare la produzione di energia di una turbina occorre quindi conoscere la velocità media del vento e il cosiddetto fattore "k".  Quest'ultimo è la variabile casuale di Weibull, dal nome dell'ingegnere svedese che l'ha introdotta, e descrive la distribuzione di probabilità di diverse velocità del vento che insieme danno la stessa velocità media. In pratica,  dei fattori "k" tipici  sono:

k = 2,0  - per zone con venti molto variabili - montagna
k = 2,5  - per zone con venti variabili - collina
k = 3,0  - per zone con venti abbastanza regolari - aperta campagna
k = 3,5  - per zone con venti regolari - zone costiere
k = 4,0  - per zone con venti molto regolari - isole

Grazie alla loro forma entrano in rotazione già a partire da venti di 2 m/s aumentando così la resa globale in termini di produzione annua.
Le potenza disponibili per le turbine verticali raggiungono usualmente i 20 kWp ma i rotori con supporti a sospensione magnetica, ove applicati, eliminano gli attriti permettendo così rese ancora migliori anche a basse velocità del vento rendendo le rese indicate addirittura valicabili.


Energia eolica verticale - Le tecniche combinate

 

Generatore eolico verticaleCosa succede se non c'è vento?

E' l'obiezione classica del diffidente che non ha senso nel contesto di una rete, che in quanto tale permette di darle l'energia eccedente e prelevarla quando scarseggia, ma ne ha se si parla di un impianto che deve produrre energia da usare nella sua prossimità.

Ma ancora una volta è il concetto di modularità a darci aiuto, e ci suggerisce di ricorrere anche alle combinazioni tecnologiche, per esempio, combinare vento con sole. Difficile che manchino entrambi e comunque con una piccola batteria di accumulazione e magari un sapiente uso di tecnologie led, l'energia, nel caso di un lampione, è sempre disponibile.

I pali dell'eolico verticale sono inoltre sfruttabili per ulteriori funzioni, come supporto per antenne trasmittenti o piccoli ripetitori di telefonia e Wi-Fi, cosa che contribuirebbe anche a ridurre l'impatto dell'inquinamento elettromagnetico frazionandolo in piccole potenze.

Il tutto con design di alta classe.

Siccome l'unica limitazione di un impianto combinato, come quello supposto, è il costo, utilizzare il suo traliccio per questo tipo di servizi potrebbe ammortizzarne completamente anche quelli iniziali o addirittura andare in guadagno.

Un solo palo potrebbe servire numerose tecnologie elettroniche addirittura autoalimentandosi.


Energia eolica verticale - Le tecniche in grande scala

 

Generatore eolico verticaleLe soluzioni in grande scala si stanno evolvendo sia nelle applicazioni ambientali che nella fantasia.

Nell'esempio della prima figura abbiamo una applicazione prevista per il 2014 nel Mare del Nord dove ingegneri britannici, statunitensi, danesi e norvegesi intendono realizzare l'Aerogenerator.

Nei progetti attuali avrà un'estenzione alare di 275 metri e grazie a un sistema flottante, ruota su se stesso per seguire il flusso ideale dei venti.

Strutture come queste producono dal vento fino a 10 megawatt istantanei, più di quanto serve a 3.000 famiglie, i contatori domestici scattano a 3 kilowatt. Una quantità di gran lunga superiore alle turbine su terra, che si aggirano sui 3 megawatt con sperimentazioni fino a 7 megawatt. Quelle in mare sono più produttive, perché catturano un vento che non incontra alberi o montagne.

Eolico verticale autostradePurtroppo costano ancora molto seppur il progressivo interesse nel settore renda sempre più seriali i componenti necessari e pertanto in prospettiva di riduzione.

Le strutture eoliche su piattaforma in mare aperto, vengono costruite soprattutto nel Mare del Nord perché ha fondali più bassi (20-30 metri) e venti più forti che il Mediterraneo.

Ma ci sono innumerevoli modi per sfruttare l'eolico verticale anche a terra. Un esempio è questa ingegnosa applicazione in una traversa d'autostrada che, nell'esempio in immagine, è fine a se stesso ma può servire anche integrandosi nei supporti cartellonistici di semplice segnalaetica grafica o elettronica.

Ma le autostrade offrono numerosi altri spunti d'ingegno per sfruttare non solo le correnti naurali ma anche i vortici creati dal traffico pesante.
Ci sono infatti sistemi addirittura mimetizzabili nei divisori di carreggiata.

Come possiamo vedere le soluzioni sono innumerevoli. Probabilmente nel momento in cui scriviamo sono state realizzate nuove soluzioni.

L'unica limitazione sembra davvero essere la fantasia, ma la cosa certa è che le opposizioni alle energie alternative a cui abbiamo assistito soprattutto durante il contenzioso sul nucleare, sono state l'ulteriore dimostrazione sul come l'informazione venga sistematicamente pilotata per servire interessi tutt'altro che funzionali all'interesse collettivo.


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