ENERGIA EOLICA

Espressione che generalmente indica l'energia cinetica posseduta dai venti, ovvero dalle masse d'aria in movimento nell’atmosfera,ma che viene utilizzata anche per indicare 1'energia,elettrica o meccanica,che può venire prodotta da questa,dopo trasformazione mediante un apparecchio opportuno.
Tale energia dalla forza esercitata dal vento sulle pale di
un'elica,montata su un albero che ruota,e a sua volta è collegato a sistemi meccanici, che possono servire per macinare il grano o per pompare I'acqua,o a un generatore di aria,che trasforma 1'energia meccanica in elettrica.
L'energia elettrica è una fra le più antiche forme di energia:i persiani utilizzavano turbine di vento ad asse verticale già nel settimo secolo:servivano a irrigare terreni coltivati e a macinare il grano. In origine, la ruota che sosteneva le pale dell'elica era orizzontale,fissata su un albero verticale.Il sistema anche se poco efficace,si diffuse in Cina e in gran parte dell'Oriente, e apparve in Europa,inizialmente in Francia e in lnghilterra, all'inizio del dodicesimo secolo.

MULINI A VENTO

I mulini a vento si sono diffusi in Europa durante il quattordicesimo
secolo,innanzitutto nei Paesi Bassi.
Si componevano di una torre in pietra,sormontata da un tetto rotante in legno,che sosteneva I'albero e la parte superiore del sistema a ingranaggi del mulino.
Dal tetto fuoriusciva un albero orizzontale sul quale era fissata una grande elica, composta da quattro o otto pale.
I sostegni in legno delle ali erano generalmente ricoperti in tela, o
forniti di banderuole in legno.
La potenza dell'albero rotante era trasmessa da un sistema di ingranaggi e di alberi secondari alla macina,che si trovava ai piedi della costruzione.
Le ali a ventaglio furono una dei primi miglioramenti ai mulini a vento, di modo che la superficie delle pale si trovasse sempre sotto vento.
Verso la fine del settecento si diffuse l’uso di ricoprire le pale con delle alette in legno, la cui apertura poteva essere comandata automaticamente o manualmente: in questo modo la velocità di rotazione del rotore veniva resa quasi indipendente dalla velocità del vento.
Uno dei miglioramenti introdotti in tempi più moderni fu un sistema di frenaggio per arrestare la rotazione delle pale.

TURBINE EOLICHE

Le turbine eoliche iniziarono a essere utilizzate per la produzione di elettricità verso la fine del diciannovesimo secolo, in Danimarca, dove sono ancora oggi largamente diffuse: funzionavano da piccoli generatori per fornire elettricità a ristrette comunità rurali.
Negli anni trenta, con la diffusione delle linee elettriche di trasporto, furono costruite turbine di potenza maggiore, che potevano rifornire di energia zone più vaste.

Le macchine più diffuse erano quelle ad asse verticale anche se poco efficaci, e vennero perciò gradualmente sostituite da quelle ad asse orizzontale.

Recentemente il sistema ad asse verticale è stato ripreso e perfezionato, ed è oggi utilizzato per turbine che producono una potenza elettrica inferiore a 50 kw.

AEROGENERATORI

I modemi aerogeneratori sono basati sullo stesso principio dei motori eolici del passato, ovvero sullo sfruffamento dell’ energia cinetica del vento per far girare le pale di un rotore , secondo le caratteristiche dell'aerodinamica, ma le loro caratteristiche costruttive, e quindi il loro aspetto esteriore, ne differiscono molto.
I due tipi principali di aeromotore si distinguono per la direzione dell'asse del rotore, che può essere orizzontale o verticale. Quelli ad asse orizzontale, che somigliano di più ai tradizionali mulini a vento, sono sistemati alla sommità di un'alta torte e da lì azionano, mediante una trasmissione a ruote munite di denti,
I'albero del generatore di corrente collocate nell' interno, a livello del terreno.
Il diametro del rotore, generalmente a tre pale delineate come quelle di un'elica aerea può variare da poco più di un metro a cinque metri. In alcuni modelli il passo delle pale può essere variato per controllare la velocità di rotazione, fino all'arresto del rotore per vento eccessivo.
Un sistema direzionale che sfrutta il sistema della banderuola mantiene controvento il piano del rotore.
Di regola, i moderni aerogeneratori entrano in funzione quando il vento raggiunge i 20 km/h, e si disattivano intomo ai 110kmlh. Il problema maggiore che deve affrontare la produzione di energia eolica, infatti, è la naturale incostanza dei venti, che si traduce in un funzionamento discontinuo degli aerogeneratori.
Per questo motivo, sono ritenute adatte all'installazione di aerogeneratori soltanto le località caratterizzate da una velocità media annua del vento di almeno 21km/h.
Più efficienti perchè potenziano l’energia del vento e quindi sviluppano una potenza maggiore sono gli aeromotori ad asse verticale.Sono costituiti da un involucro cilindrico fisso, percorso da lunghe fessure attraverso le quali passa il flusso d'aria, e da un rotore con la stessa asse di rotazione ed un generatore di corrente. Le fessure sono accoppiate ad alette orientabili che regolano il flusso d'aria,aprendosi solo dalla parte da cui soffia il vento.
L'energia eolica rappresenta una valida alternativa alle fonti non rinnovabili,ad esempio il petrolio, e soprattutto non produce inquinamento ambientale.
Il 2% dell'attuale produzione di energia elettrica della Danimarca proviene da aerogeneratori, e lo stesso vale per la California. Le pochissime centrali eoliche italiane generano una potenza pari a circa 50mw, una minima parte dei 30OOmw installati tutt’oggi nel mondo.
Nei prossimi anni la produzione di energia elettrica dal vento in Italia dovrebbe salire a 400m w, ottenuti da installazioni ad opera dell'ENEL, cui dovrebbe sommarsi una quantità analoga di potenza prodotta con installazioni private. Gli esperti stimano che, alla metà dell'undicesimo secolo,oltre il 10% dell'energia elettrica prodotta nel mondo sarà ottenuta da aerogeneratori.

I generatori eolici di piccola taglia sono largamente usati e impiegati per la produzione di energia meccanica o elettrica in zone isolate. I generatori eolici di media taglia hanno dei rotori con un diametro intomo ai 30m. In Italia un generatore di 225kw è stato installato dall'ENEA presso i laboratori di Alta Nurra nel comune di Sassari. I generatori eolici di grande taglia sono ancora allo stadio sperimentale in tutto il mondo. In Italia è stato progettato un generatore capace di erogare una potenza di 1.5 Mw, con il diametro del rotore di 60 m. L’impatto ambientale di queste macchine, soprattutto dal punto di vista paesaggistico e acustico presenta diversi problemi.