Energia eolica 3D by Gruppo 5

Il vento

cc551 — 2015-05-13 06:40:21 UTC

Il vento è un elemento fondamentale del nostro pianeta e il principale “motore” del clima terrestre: non vi è luogo della Terra dove il vento non soffi, più o meno intensamente, per diversi giorni all’anno. In alcune zone della pianeta il vento è uno dei principali agenti di erosione delle rocce, di trasporto di sedimenti e di modellamento del paesaggio: si pensi agli ambienti desertici e costieri, dove il lavoro del vento lascia una forte impronta sulle caratteristiche morfologiche del paesaggio. Il vento si accompagna ad ogni perturbazione meteorologica, è il responsabile del moto ondoso dei mari e degli oceani, e, di conseguenza, delle morfologie costiere, determina la stabilità del manto nevoso in alta montagna e le morfologie delle superfici coperte di neve e ghiaccio delle zone artiche ed antartiche.
Fin dai primordi della storia, l’uomo si è reso conto della possibilità di utilizzare l’energia del vento, dapprima per muovere imbarcazioni, poi per far funzionare ingranaggi, per muovere le pale dei mulini a vento e, infine, per produrre energia elettrica.

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Come si misura il vento

cc551 — 2015-05-13 06:49:12 UTC

Un vento viene descritto attraverso due parametri: la forza (che è in relazione alla velocità) e la direzione. Tutti abbiamo potuto sperimentare che il vento non è costante, cambia forza e direzione. La direzione di provenienza si può osservare mediante una banderuola lasciata libera di orientarsi.
Per classificare il vento in base alla sua direzione si usa definirlo col luogo da cui proviene. A volte si prende spunto dalla provenienza geografica (Grecale se viene dalla Grecia, Libeccio se viene dalla Libia, Scirocco se viene dalla Siria), altre volte, come nella “Rosa dei Venti”, viene indicato con i punti cardinali (vento di Nord-Est, vento di Sud-Ovest).
La forza del vento può essere indicata o con la misura della sua velocità, e cioè in nodi che corrispondono alle miglia orarie (1 nodo = 1 miglio orario = 1,85 chilometri orari), o attraverso la scala proposta da Francis Beaufort.
La velocità si misura con l’anemometro, una semplice girandola esposta alla forza del vento: si va a misurare la velocità di rotazione.
Anemometro a coppe
Fra i più usati, il più semplice anemometro è quello a coppe, in cui il vento, soffiando sulle coppe, le pone in rotazione attorno a un asse verticale; un contatore elettrico o meccanico, misura il numero di giri che esse eseguono in un certo intervallo di tempo. Mediante opportune tabelle di taratura è possibile risalire alla velocità del vento.

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Un po' di storia: l'energia eolica

cc551 — 2015-05-13 06:50:15 UTC

L’uomo ha imparato a sfruttare l’energia cinetica del vento migliaia d’anni fa. La navigazione a vela risale, infatti, ad almeno diecimila anni fa, mentre i primi mulini a vento, di cui sono state trovate le tracce, sono persiani e risalgono al 200 a.C. Erano costruiti in modo molto semplice, con vele fissate a telai di legno. Nei secoli seguenti i mulini a vento si diffusero in tutto il Medio Oriente, diventando una macchina d’uso corrente in agricoltura.
Poi, tra il 1200 e il 1300 trovarono impiego anche in Europa, soprattutto nei paesi del Nord. Lo stesso Leonardo Da Vinci contribuì all’evoluzione di queste macchine.
Intorno al 1600 furono introdotte tecnologie più raffinate: furono perfezionati i profili delle pale e rese più aerodinamiche le pale per meglio sfruttare la forza del vento.
Nell’Encyclopedie di Diderot e D’Alambert, scritta alla fine del ’700, se ne trova una raffigurazione. A quei tempi, l’energia eolica non veniva utilizzata per macinare granaglie, ma soprattutto per prosciugare terreni allagati.
L’invenzione della dinamo, da parte del belga Gramme, nella metà del diciannovesimo secolo, aprì nuovi orizzonti all’utilizzo dell’energia idraulica ed eolica e nel 1887 il francese Duc de La Peltrie costruì il primo aerogeneratore realizzato in Europa e destinato alla produzione di energia elettrica: iniziava così lo sfruttamento dell’energia eolica per l’industria. Nel medesimo periodo anche gli Stati Uniti realizzavano il primo “mulino a vento” per produrre elettricità (Charles Brush, Ohio, 1890).
La produzione di energia elettrica da energia eolica si è poi sviluppata tra il 1920 e il 1930, in seguito all’evoluzione di turbine per la trasformazione dell’energia idraulica.
Infine, la crisi petrolifera del 1973 ha fatto rinascere l’interesse per le fonti energetiche rinnovabili, tra cui quella eolica, che in certi casi si dimostra competitiva con i combustibili fossili. I mulini moderni sono molto più veloci ed efficienti di quelli d’inizio secolo. Hanno un minor numero di pale e riescono a raggiungere velocità anche cinque volte superiori a quella del vento, con una produzione di energia doppia rispetto ai mulini tradizionali.

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Sos eolico: settore in crisi con conseguenze sulla popolazione

cc551 — 2015-05-20 06:54:21 UTC

Roma, 21 dic. - (AdnKronos) - Sono solo 107 i Mw di energia eolica installati in Italia nel 2014 con un calo percentuale del 76% rispetto all’anno precedente. Lo rileva l'Anev, Associazione nazionale energia del vento, segnalando la grave crisi che il settore eolico sta attraversando e il crollo dell’industria solida, con conseguenze su occupazione e sviluppo.

Si è passati da circa 37.000 occupati nel 2012, ai 34.000 nel 2013 e ai 30.000 del 2014. Tale declino, sottolinea Anev, "è ingiustificabile se riferito ad un settore che al 2020 ha un potenziale di oltre 67.000 occupati e che ha tutti i margini per crescere ancora e apportare benefici al nostro Paese, in termini di sviluppo e crescita economica, soprattutto nelle regioni meridionali dove c’è più carenza di lavoro".

Sul banco degli imputati, per l'associazione, gli interventi normativi penalizzanti per le aziende del settore, in particolare al sistema delle aste al ribasso per l’assegnazione degli incentivi. Il "tracollo" dell’installato è infatti iniziato nel 2012, anno in cui è stato introdotto il nuovo sistema d’incentivazione, ripercuotendosi già sull’installato del 2013 pari a solo 450 Mw, contro gli oltre 1200 Mw del 2012.

Intanto, nel resto del mondo il settore eolico registra ogni anno tassi di crescita notevoli ed è riconosciuto come quello più maturo ed efficiente tra le tecnologie rinnovabili.

"Le aziende del settore eolico attendevano per la fine del 2014 l’emanazione dei correttivi per le aste da parte del ministero dello Sviluppo Economico - aggiunge l'Anev - tuttavia il Decreto per la definizione dei contingenti 2016-2020 non è stato ancora emanato. Più il tempo passa e più le aziende saranno costrette a chiudere o a fuggire all’estero, mettendo in ginocchio un intero comparto industriale".

L'Anev chiede al Governo un intervento tempestivo per salvare l’industria e che vengano accolte le proposte già avanzate dal settore: evitare il progressivo innalzamento dei livelli di sconto; rendere operativo il meccanismo di scorrimento della graduatoria prima dei 42 mesi attualmente previsti; consentire l’uscita anticipata dalle graduatorie dei progetti irrealizzabili.

Il generatore eolico

cc551 — 2015-05-27 06:35:35 UTC

La più importante forma di impiego dell’energia eolica è quella relativa alla produzione di energia elettrica attraverso i generatori eolici, ovvero aerogeneratori.
L’energia elettrica si ottiene sfruttando l’energia cinetica del vento: le masse d’aria in movimento ad una velocità superiore ai 10 chilometri orari fanno girare le pale di un elica; queste a loro volta sono collegate ad un generatore che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.
Esistono aerogeneratori diversi per forma e dimensione. Possono, infatti, avere diverse dimensioni e numero di pale.
Le pale del generatore eolico sono fissate su un elemento meccanico chiamato mozzo a formare l’elemento dell’aerogeneratore chiamato rotore. A seconda della posizione dell’asse attorno a cui ruota questo meccanismo, si distinguono rotori ad asse orizzontale e rotori ad asse verticale. I primi sono i più noti e diffusi, i secondi sono stati utilizzati fin dall’antichità, ma solo ultimamente sono oggetto di studi e ricerche per migliorarne l’ efficienza (i principali vantaggi dell’asse verticale sono: il costante funzionamento indipendentemente dalla direzione del vento, la migliore resistenza anche alle alte velocità dei venti e alla loro turbolenza).
La struttura di un generatore eolico con rotore ad asse orizzontale è semplice: un sostegno (formato da fondamenta e torre) che reca alla sua sommità una gondola o navicella. In questo involucro sono contenuti l’albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l’albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari (sistema frenante e sistema di controllo).
All’estremità dell’albero lento è fissato il rotore (costituito dal mozzo sul quale sono montate le pale).
La forma delle pale è disegnata in modo che il flusso dell’aria che le investe azioni il rotore.
Dal rotore, l’energia cinetica del vento viene trasmessa a un generatore di corrente. Il generatore eolico funziona a seconda della forza del vento.
I progressi nel disegno dei rotori eolici degli ultimi 10 anni permettono a questi di operare anche a velocità del vento inferiori, imbrigliando una quantità maggiore di energia e raccogliendola ad altezze maggiori, aumentando la quantità di energia eolica sfruttabile.
Sono stati messi a punto anche dei rotori con pale “mobili”: variando l’inclinazione delle pale al variare della velocità del vento è possibile mantenere costante la quantità di elettricità prodotta dall’aerogeneratore.

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Limiti e vantaggi del vento

cc551 — 2015-05-27 06:42:43 UTC

Il vento in sé è abbondante, economico, inesauribile, ampiamente distribuito e l’energia eolica è una fonte rinnovabile che non produce alcuna emissione inquinante. Pertanto, soprattutto nell’ambito della produzione di energia elettrica, una sua maggiore diffusione può contribuire in maniera significativa alla riduzione delle emissioni dei cosiddetti “gas serra”. Inoltre, rispetto a quella solare e a quella geotermica, l’energia eolica presenta il vantaggio di essere disponibile sotto forma meccanica e quindi facilmente trasformabile in elettricità. I generatori eolici, inoltre, non producono sostanze radioattive o chimiche inquinanti, dal momento che sono costituiti solo da materie plastiche e metalliche. Occorre anche considerare che l’energia prodotta da un aerogeneratore durante il corso della sua vita media, è circa 80 volte superiore a quella necessaria alla sua costruzione, manutenzione, esercizio, smantellamento e rottamazione. Si è calcolato che sono sufficienti due o tre mesi per recuperare tutta l’energia spesa per costruire l’aerogeneratore e mantenerlo in esercizio.
L’energia eolica presenta anche alcuni svantaggi. In primo luogo si tratta di una fonte intermittente su base stagionale e giornaliera. Un altro problema da affrontare è costituito dalle reti di trasmissione e distribuzione dell’energia a cui sono collegati gli impianti eolici, che devono essere predisposte a ricevere un flusso elettrico intermittente a media tensione. Le reti di distribuzione attualmente presenti nei paesi industrializzati sono concepite in maniera opposta, poiché sono collegate a pochi grandi impianti di grande potenza con flussi di energia controllati e prevedibili. Il passaggio a una produzione di energia proveniente da molti impianti di piccola taglia, eolici e non solo, richiede adeguate e costose modifiche della rete di distribuzione elettrica.

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Effetti su flora e fauna

cc551 — 2015-05-27 06:53:40 UTC

Quanto alle possibili alterazioni di flora e fauna, sulla base delle informazioni disponibili, si è verificato che le possibili interferenze di qualche rilievo riguardano solo l’impatto dei volatili con il rotore delle macchine. In genere le collisioni sono rare e per lo più limitate ai rapaci. Gli uccelli migratori sembrano, invece, adattarsi alla presenza di questi ostacoli.
Secondo la US Fish and Wildlife Service la prima causa di mortalità tra gli uccelli è da imputare ai gatti, a seguire gli edifici, i cacciatori e infine i veicoli, le torri per gli impianti di telecomunicazione, i pesticidi e le linee ad alta tensione ; il contributo relativo agli impianti eolici risulta una frazione estremamente modesta.
L’impatto sulla vegetazione si verifica soprattutto in fase di realizzazione dell’impianto, con la costruzione delle strade e delle fondazioni, nonché con le movimentazioni dei materiali. Esistono delle misure per mitigare gli impatti sul territorio, ad esempio ripristinando la vegetazione al termine della fase di cantiere o compensando l’impatto con il miglioramento delle aree vicine per avere un bilancio complessivo positivo.
In conclusione, se si rispettano alcune accortezze nella fase di progettazione di una wind farm, tra tutte le industrie produttrici di energia, quella eolica è fra le più pulite e sicure. Durante il funzionamento non produce sostanze inquinanti, polveri e calore e anche dopo lo smantellamento tutto può tornare come prima, senza lasciare traccia né danni all’ambiente e alle persone.

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