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Rinnovabili, dalle stelle alle stalle

Le statistiche della produzione di elettricità da fonti energetiche rinnovabili mostrano che la Puglia occupa il secondo posto fra i produttori di elettricità con impianti eolici, preceduta di pochissimo dalla Sicilia, e il primo posto in assoluto, lasciandosi alle spalle la Lombardia, per la produzione di elettricità con impianti fotovoltaici solari. Sono passati quarant’anni da quando alcuni studiosi, anche in Puglia, hanno cominciato ad avvertire che un giorno una parte dell’energia, sotto forma di calore o di elettricità, sarebbe dovuta essere prodotta dal Sole e dal vento, che le fonti energetiche fossili (carbone, petrolio, gas naturale), un giorno avrebbero avuto prezzi elevati, forse sarebbero scarseggiate, e che comunque erano e sono inquinanti.

 

In questi 40 anni la situazione si è sempre più aggravata, le buone raccomandazioni di contenere i consumi e gli sprechi di energia sono rimaste inascoltate e il clima e l’inquinamento sono peggiorati. Un bel giorno, a partire circa dal 2000, è nato un improvviso amore per le fonti energetiche rinnovabili e sono comparse, sulle colline e nelle valli, turbine eoliche mosse dal vento (quando c’è); nei terreni abbandonati, ma anche nei terreni agricoli e sui tetti dei capannoni e delle case sono comparse le superfici risplendenti dei pannelli fotovoltaici: è insomma cominciata l’età dell’oro delle fonti energetiche rinnovabili.

 

Motori eolici e impianti fotovoltaici si caratterizzano sulla base della potenza, espressa in chilowatt o megawatt, ma soprattutto sulla quantità di energia elettrica effettivamente prodotta, espressa in milioni o miliardi di chilowattora. Un dispositivo della potenza di un chilowatt se funziona per un’ora produce un chilowattora di elettricità; tanto per avere una idea, la famiglia italiana media ha a disposizione una potenza di 3 chilowatt e consuma circa 3000 chilowattore all’anno. Sempre a titolo di confronto l’Italia produce circa  290.000 milioni di chilowattore di elettricità all’anno, quasi tutta con centrali a carbone, gas naturale o derivati petroliferi e, in piccola parte, con centrali idroelettriche.

 

La potenza degli impianti eolici installati in Italia ammonta a poco più di 5 milioni di chilowatt e produce circa 6.500 milioni di chilowattora all’anno (un due percento della produzione nazionale elettrica complessiva); questo significa che una turbina eolica utilizza il vento per appena 1300 ore all’anno; per tutte le altre oltre 7500 ore dell’anno sta ferma. Alla produzione eolica la Puglia contribuisce con una potenza di poco più di 1,1 milioni di chilowatt. Gli impianti solari hanno una potenza installata di poco più di 750.000 chilowatt (poco meno di 100.000 in Puglia) e producono circa 680 milioni di chilowattora all’anno, cioè producono elettricità per meno di 900 ore all’anno.

 

Valori non entusiasmanti, anche se contribuiscono almeno un poco a liberarci dalla schiavitù del carbone e del petrolio. Purtroppo dall’avvento delle fonti rinnovabili il consumo di combustibili fossili nelle centrali elettriche italiane è continuato come è continuata la produzione di gas che alterano il clima, associati alla produzione elettrica. Le leggi che hanno consentito la crescita delle fonti energetiche rinnovabili erano motivate dalla buona intenzione di diffondere il solare e l’eolico per motivi ecologici, ma hanno ben presto dato vita ad un ingegnoso sistema di produzione di soldi a mezzo di energia.

 

Gli incentivi, alcuni miliardi di euro ogni anno, sono pagati dai cittadini sia sotto forma di imposte, sia sotto forma di aumento del prezzo dell’elettricità che figura, nelle bollette elettriche, nella voce tariffaria A3, per cui ciascuno di noi regala soldi e chi vende, installa e gestisce motori eolici e pannelli fotovoltaici solari, tanto che molti terreni agricoli sono coperti di pannelli solari perché si guadagna di più in questo modo che coltivando carciofi o uva. Che la situazione sia drogata dimostra lo spavento che sta colpendo tutti gli interessati davanti alla prospettiva di una diminuzione degli incentivi che cominciano ad apparire esagerati.

 

Purtroppo si ha l’impressione che le leggi energetiche siano scritte più da gruppi di interessi economici che da una nuova politica nazionale energetica, coraggiosa e lungimirante diretta ad aumentare l’uso delle fonti rinnovabili senza speculazioni, a far diminuire il costo dell’elettricità per le famiglie e le attività economiche, a far a diminuire l’inquinamento e le alterazioni ambientali, a una produzione nazionale di dispositivi solari ed eolici adatti alle caratteristiche del nostro territorio. L’attuale politica che ha portato alle speculazioni finanziarie sulle fonti rinnovabili sta gettando il discredito su tali fonti, di cui avremo invece bisogno sempre di più in futuro, e sta facendo il gioco di chi vuol far credere che l’unica salvezza va cercata nel nucleare, il che non è certo vero.

 

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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