Energia eolica dall'antichità alla modernità

L’idea di sfruttare l’energia eolica non è nuova e risale fino all’antichità. Prima delle macchine a vapore e a combustione, in tutta Europa erano in funzione oltre centomila impianti alimentati dal vento. Allora non venivano ancora impiegati per la produzione di energia elettrica ma per fornire potenza meccanica per mulini e pompe.

Agli inizi del XX secolo c’erano già i primi prototipi per trasformare il vento in energia elettrica. E al più tardi da quando sono sorti i nostri problemi ambientali, scarseggiano i vettori energetici fossili e dipendiamo da pochi fornitori di gas e petrolio, questa forma di energia è diventata sempre più importante. Inoltre, negli ultimi 30 anni lo sviluppo tecnologico per lo sfruttamento dell’energia eolica ha compiuto notevoli progressi: in questo periodo, la prestazione media di un impianto eolico è aumentata da soli 30 Kilowatt circa a ben 4 Megawatt.

Funzionamento

Un impianto eolico sfrutta l’energia cinetica del vento per produrre energia elettrica. Generalmente è costituito da un rotore (formato da pale e mozzo), un albero del rotore, una trasmissione e un generatore. Le pale del rotore trasmettono la loro energia attraverso l’albero del rotore alla trasmissione. Questa traduce il movimento rotatorio nel numero di giri ottimale per il generatore, in modo che possa trasformare la rotazione dell’albero in energia elettrica.

La trasmissione, il generatore e altri componenti elettrici si trovano in un grande alloggiamento aerodinamico sulla punta del palo. Questo alloggiamento è chiamato anche gondola e può rotare di 360° per potersi allineare sempre perfettamente con la direzione del vento attuale.

La quantità di energia che un impianto eolico può trarre dal vento dipende da diversi fattori: dalla velocità del vento, dalla densità dell’aria, dalla superficie del rotore e dal grado di efficienza di tutti i componenti meccanici ed elettrici. La velocità del vento è quella che influisce maggiormente sulla produzione di energia elettrica.

In alto

Questo è anche il motivo per cui i pali degli impianti eolici si ergono sempre in alto nel cielo. In questi strati di aria le velocità del vento sono notevolmente maggiori rispetto a poco sopra il suolo. Ciò ha fatto sì che negli ultimi 30 anni i pali degli impianti eolici crescessero da soli 50 metri circa a oltre 150 metri.

La superficie del rotore determina poi quanta energia può essere sottratta al vento. Essa aumenta con il quadrato del diametro del rotore, quindi un rotore due volte più grande può generare una quantità di energia quattro volte superiore. Pertanto, il diametro del rotore dei moderni impianti onshore oggi è di circa 100 metri.

Per gli impianti offshore il diametro può essere ancora più grande. Tuttavia, la lunghezza dei rotori non può aumentare a piacimento, perché alle estremità delle pale si generano enormi carichi dovuti alle forze centrifughe. Già oggi, alle estremità delle pale si raggiungono velocità di oltre 300 chilometri all’ora.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi:

• Produzione di energia elettrica priva di CO₂
• Minore impatto sulla natura rispetto all’estrazione di carbone, petrolio e gas
• I vettori energetici non devono essere trasportati con grandi dispendi
• Gli impianti eolici sono robusti e possono essere utilizzati in tutto il mondo

Svantaggi:

• Ombra, rumore durante il funzionamento ed estetica possono disturbare alcuni residenti
• Trasporto e costruzione dell’impianto dispendiosi
• Pericolo per gli uccelli durante lo scontro con le pale
• Generazione di energia elettrica non continua per cui si rende necessario un accumulatore di energia aggiuntivo

Energia eolica in Svizzera

Nel 2020, in Svizzera sono stati generati 146 milioni kWh di energia elettrica. La percentuale di energia eolica rispetto alla produzione totale di energia elettrica ammontava solo allo 0,2%, pari al consumo di circa 40’000 economie domestiche. La Svizzera in questo è molto indietro rispetto agli altri Paesi; tuttavia, sul territorio nazionale soltanto lo 0,7% della superficie è adatto per la produzione di energia eolica e, senza l’accesso al mare, gli impianti offshore non rappresentano un’opzione.

Il più grande parco eolico attivo attualmente si trova a Mont Crosin. Qui ci sono 16 impianti eolici con una potenza totale di 37 MW e una produzione annua di oltre 50.000 MWh.

Conclusioni

L’energia eolica può contribuire molto a lasciarci alle spalle l’energia fossile. Questo si riflette anche nel rapido progresso tecnologico e nella sempre maggior diffusione. Purtroppo, la Svizzera potrà dare solo un piccolo contributo in questo senso. Ciò dimostra ancora una volta che la svolta energetica attesa da tempo può essere realizzata solo con uno sforzo globale.