Energia eolica: cos’è e come funziona l’utilizzo del vento per recuperare elettricità

L’energia eolica altro non è che l’energia del vento: il movimento delle masse d’aria viene sfruttato degli aerogeneratori (o pale) per produrre elettricità. È una delle fonti rinnovabili più utilizzate e sfruttate, e al momento copre quasi il 5% dell’apporto energetico globale. Esistono impianti eolici di diversi tipi e probabilmente nei prossimi anni ne nasceranno di nuovi grazie alle innovazioni tecnologiche: vediamo tutti i pro e i contro e cerchiamo di capire com’è la situazione attuale del settore in Italia.
Sara Del Dot 11 Giugno 2019

Quando hai chiesto a qualcuno che cos'è l'energia eolica, probabilmente ti sarai sentito rispondere che si tratta dell'energia del vento. Una definizione tutto sommato corretta, però piuttosto stringata e generica. Per capire bene di cosa stiamo parlando, allora, partiamo da qualche riferimento pratico.

William Kamkwamba, studente africano di 15 anni, nel 2001 riuscì a salvare il suo piccolo paese, Wimbe, dalla siccità progettando e costruendo con strumenti di fortuna una pala eolica che consentì di avviare elettricamente un sistema di irrigazione per recuperare tutti i raccolti. La sua storia è raccontata nel film “Il ragazzo che catturò il vento”, e rappresenta una testimonianza del funzionamento e soprattutto del valore dell’energia del vento.

A proposito di film, devi sapere che nel maggio 2019 la rassegna cinematografica Riviera International Film Festival ha aperto la sua terza edizione con una proiezione alimentata da un impianto mini eolico.

Sono soltanto due esempi di come l’eolico rappresenti un settore in crescita e dalle mille possibilità. Quella ottenuta dal vento è in effetti un'energia rinnovabile, inesauribile, pulita, motivi per i quali è giusto considerarla una delle fonti del futuro e per capire meglio come funziona.

Definizione

È vero, si può dire che l'energia eolica sia l'energia del vento, ma per essere più precisi dovremmo affermare che si tratta dell'energia cinetica creata dal movimento di una massa d'aria.

D'altra parte, l’utilizzo della forza del vento da parte dell’uomo per le proprie attività non è certo un’invenzione dei nostri tempi. Basti pensare alle antiche (e oggi perfezionate) imbarcazioni a vela, allora sprovviste di motore e in grado di muoversi solo grazie alle correnti d'aria, o anche ai mulini che attraverso il movimento delle loro pale venivano utilizzati per creare energia meccanica e macinare cereali.

E proprio come in antichità, si tratta di un’energia pulita, rinnovabile, che non implica la produzione di CO2 o di altre sostanze nocive per l’ambiente. Quella del dio Eolo è attualmente un’energia molto apprezzata e sfruttata, sottoposta a costanti studi e analisi per implementarne la raccolta e renderla sempre più centrale all’interno della produzione energetica globale, di cui oggi rappresenta appena il 5%.

Proprio i mulini a vento di cui ti parlavo hanno ispirato gli impianti eolici moderni, necessari per sfruttare l'energia cinetica del vento. Pensa che secondo WindEurope, grazie a questa fonte alternativa nel 2020 riusciamo già a soddisfare il 16,5% della domanda elettrica europea: l'obiettivo, ovviamente, è quello di aumentare ulteriormente questa proporzione nei prossimi anni.

Come funziona: le pale eoliche

Le pale eoliche (in gergo tecnico anche turbine eolicheaerogeneratori) sono oggi il modo più efficace e diffuso di catturare il vento e trasformarlo in energia pulita da utilizzare nelle nostre case. Le avrai sicuramente viste almeno una volta mentre viaggiavi in auto attraversando qualche suggestivo paesaggio. Delle enormi girandole bianche, altissime, da molti poco apprezzate per l'impatto visivo e da altri invece considerate quasi affascinanti. Si tratta di strutture la cui altezza può andare dai 40 ai 60 metri e che sono assicurate al terreno con basi in cemento: disposte vicine tra loro formano quello che chiamiamo un impianto eolico.

Ma come funzionano esattamente? In pratica, il vento fa girare le pale, proprio come farebbe con una girandola sul tuo balcone, producendo energia cinetica che viene trasferita ad un rotore: quest'ultimo, a partire dal movimento di rotazione, ricava l'energia meccanica che viene trasmessa al generatore e quindi trasformata in elettricità, esattamente allo stesso modo in cui la dinamo della tua bici trasforma il movimento della ruota nella luce del fanalino.

Naturalmente per raccogliere più energia possibile non basta un solo aerogeneratore. Per questo, come ti dicevo, solitamente le varie singole strutture sono raggruppate e interconnesse in un luogo specifico e delimitato, chiamato anche parco eolico o, detta in un modo più suggestivo, fattoria del vento.

Tipi di impianti eolici

L'impianto o parco eolico, ovvero un gruppo più o meno esteso di aerogeneratori, può essere definito on-shore, off-shore o near-shore. Vediamo le principali differenze tra queste tipologie:

  • I parchi eolici on-shore sono quelli che si trovano sulla terraferma, naturalmente in zone ventilate e principalmente pianeggianti, a una distanza di circa 10 chilometri dal mare. Si tratta di quelli più diffusi, e in Italia ne sono presenti diversi per un totale di circa 7000 pale eoliche.
  • I parchi eolici near-shore si avvicinano ulteriormente al mare, dal quale distano pochi chilometri, spesso meno di 3. Si possono trovare nell'entroterra o direttamente sulla costa, dove l'impianto è in grado di sfruttare tutto l'anno i forti venti che solitamente battono il litorale, ricavandone energia pulita.
  • I parchi eolici off-shore, invece, vengono installati in acqua (nel mare o nei laghi), a distanza di qualche miglio dalla costa, per sfruttare le correnti maggiori che caratterizzano queste zone. Questo tipo di impianto è sicuramente più stabile ed efficiente, dato che riesce a convertire e produrre maggiori quantità di energia, tuttavia comporta costi superiori e deve essere pensato anche dal punto di vista dei tragitti di navigazione.

Energia eolica ad alta quota

In seguito alla nascita degli impianti che ti ho appena descritto, negli ultimi anni si sono moltiplicati gli sforzi dei ricercatori per andare a intercettare e sfruttare anche quelle correnti che soffiano ad altitudini superiori, anche a centinaia o migliaia di metri.

Ad oggi, l'ambito dell'eolico ad alta quota comprende perlopiù dei progetti sperimentali, ma è considerato estremamente promettente in ottica futura perché grazie ai venti che spirano a certe altezze, molto più forti rispetto a quelli più vicino al suolo, sarebbe possibile ideare sistemi con una spesa economica decisamente ridotta rispetto alle quantità di energia che riuscirebbero a produrre, che si proporrebbero quindi come fonti rinnovabili a basso costo.

Tra le tecnologie sperimentate di recente per realizzare dei sistemi eolici ad alta quota ci sono piccoli aquiloni, droni, alianti o palloni aerostatici, con il generatore necessario a produrre energia elettrica che può essere sia collegato a terra tramite un cavo che portato in quota all'occorrenza.

Un dato, in particolare, dovrebbe farti riflettere sull'importanza di questo settore: secondo un rapporto IDTechEx, società di ricerche di mercato, l'eolico ad alta quota ha già attirato investimenti per 200 milioni di dollari da vari colossi mondiali e, nei prossimi anni, potrebbe trasformarsi in un mercato da ben 3 miliardi. Se così fosse, vorrebbe dire che saremmo riusciti a trovare un modo per generare energia elettrica a un costo inferiore al passato.

Mini eolico e micro eolico

Alternativa ai grandi giganti bianchi, il mini eolico e il micro eolico sono impianti di raccolta dell’energia del vento caratterizzati da dimensioni molto ridotte rispetto a quelli tradizionali.

  • Il mini eolico consiste in un impianto di altezza inferiore ai 30 metri, che può essere utilizzato per fornire energia a una comunità di poche persone, ad esempio a una famiglia. Naturalmente può raccogliere un quantitativo di energia inferiore rispetto all’impianto tradizionale, ma può essere in grado di intercettare anche le correnti meno veloci.
  • Il micro eolico, invece, è ancora più piccolo e può apportare energia soltanto a piccoli strumenti come ad esempio un computer o un frigo da campo.

Vantaggi e svantaggi

Sebbene si tratti di un’energia rinnovabile, pulita e senza alcun effetto collaterale sull’ambiente, come ho già anticipato non tutti sono sempre d’accordo con la presenza nel loro territorio degli impianti di raccolta di energia eolica. A causa della loro dimensione e del suono che emettono mentre sono in attività, infatti, le pale eoliche sono state spesso accusate di deturpare i territori e danneggiare la fauna, spaventando gli animali selvatici.

L’eolico off-shore potrebbe rappresentare una soluzione, eppure anche in questo caso le voci contrarie si sono spesso fatte sentire. A partire dalle concessioni, quasi mai ottenute, fino alla quesitone dei fondali alti delle nostre coste, questione comunque risolvibile grazie all'utilizzo di impianti galleggianti. Il primo impianto off-shore in Italia è stato progettato al largo della costa di Taranto ed entrerà in funzione entro il 2021.

In ogni caso, gli sforzi per abbracciare questa tecnologia dovrebbero essere importanti, dato che tra gli altri vantaggi dell'eolico possiamo citare:

  • Il fatto che i parchi possano essere collocati in zone remote, lontano da città o piccoli centri abitati
  • L'energia eolica sta diventando sempre più accessibile a livello di costi, mano a mano che migliorano le tecnologie per sfruttarla, e questo accade perché dopotutto la fonte originaria, cioè il vento e la sua forza, è gratuita
  • Più si diffonderanno gli impianti per sfruttare l'energia eolica, meno dipenderemo dall'utilizzo di combustibili fossili: la nostra Terra non potrà che ringraziare

Situazione in Italia

Come avrai capito, il settore dell'eolico è sicuramente in crescita e le innovazioni dei prossimi anni potrebbero dare una grande mano. Ma a che punto è l'Italia in questo ambito? Nel 2018, nel nostro Paese sono stati prodotti 17,3 TWh (terawattora) di energia eolica, sufficienti a soddisfare il fabbisogno energetico di 17 milioni di persone.

I parchi eolici italiani sono ormai diverse migliaia (erano oltre 5.600 nel 2019), distribuiti specialmente nelle isole e nelle regioni meridionali. Stando dai Piani Nazionali Energia e Clima (Pniec) proposti dagli stessi governi europei, anche l'Italia dovrà provvedere ad aumentare ogni anno la capacità dei propri impianti eolici per 21 GW (gigawatt) fino al 2030, un obiettivo che potrà essere raggiunto soltanto con una semplificazione delle procedure burocratiche necessarie per rinnovare o costruire i parchi.

(Modificato da Alessandro Bai il 19-1-21)