energia dal vento

[Andrea Agostini <lonanoda at tin.it>]

 Boiler 
 
 giornale di scienza, innovazione e ambiente 
              122 31.01.2003            
  
  
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FOCUS.Energia
Eolico, largo ai nuovi mulini  
di PAUL GIPE 

(panoramica introduttiva di Elettricità dal vento.Impianti di piccola
scala, 2002, Franco Muzzio Editore) 

LA TECNOLOGIA per lo sfruttamento dell'energia eolica sta letteralmente
esplodendo. È dai tempi d'oro dei mulini a vento nelle fattorie, che non si
assisteva a una crescita a un ritmo cosí rapido dell'uso dell'energia dal
vento. Per l'inizio del nuovo millennio, piú di quarantamila turbine di
taglia media saranno operative in tutto il mondo, soprattutto in
California, Europa e India. Queste turbine per uso commerciale, comprese
quelle che si trovano nei giganteschi impianti californiani, produrranno
annualmente venti terawatt l'ora (venti miliardi di kilowatt l'ora) di
elettricità generata dal vento: una quantità sufficiente a soddisfare il
fabbisogno energetico di oltre tre milioni di californiani, o anche il
doppio se parliamo di europei, generalmente piú sensibili al problema
dell'energia. 

Ma il successo delle turbine di media grandezza è solo una parte della
storia: anche il mercato delle piccole turbine eoliche si sta espandendo;
sia che ci si trovi nell'attuale residenza di Ed Wulf sui monti Tehachapi,
in California, sia che ci si trovi nel villaggio cileno di Puaucho che si
affaccia sull'Oceano Pacifico, oppure nella penisola di Scoraig, sulla
ventosissima costa occidentale della Scozia, le piccole turbine eoliche
fanno davvero una grande differenza. Anche se il loro contributo può essere
debole in termini assoluti, le turbine eoliche di piccole dimensioni, nella
vita quotidiana della gente nelle zone piú remote del mondo, offrono
veramente un notevole contributo. 

I piccoli aerogeneratori (o turbine), che verranno analizzati in questo
libro, sono in grado di produrre solo una piccola quantità di kilowatt
l'ora (kWh) al mese, ma tale elettricità è comunque di qualità superiore e
offre un valore aggiunto rispetto a quella da cui dipendeva la generazione
precedente. Attualmente, sono piú di cinquanta le case costruttrici di
piccole turbine eoliche in tutto il mondo e producono piú di un centinaio
di modelli differenti. Negli ultimi vent'anni i produttori dei paesi
occidentali hanno costruito complessivamente circa sessantamila turbine
eoliche di piccola taglia e decine di migliaia sono state prodotte dalla
Cina per essere destinate ai nomadi delle steppe della Mongolia.

La maggior parte delle macchine eoliche istallate viene inserita nella
categoria delle microturbine, turbine cosí piccole da poter essere
trasportate a mano. Sebbene le microturbine siano state utilizzate per anni
sulle barche a vela, hanno conquistato visibilità solo negli anni '90,
quando il loro potenziale, amplificato dalle possibili applicazioni "off
grid" sul territorio, è stato largamente riconosciuto. La Southwest
Windpower, società produttrice di turbine eoliche, ha risvegliato
l'interesse dei potenziali utenti del microeolico con il lancio del suo
"elegante" ed economico Air 303; dal suo debutto, nel 1995, la Southwest
Windpower ne ha istallati piú di 18.000 esemplari. L'Air 303 della
Southwest ha acquistato terreno sui modelli concorrenti della stessa
tipologia: la Marlec, la LVM e l'Ampair. Fra gli anni '80 e i primi del
'90, la Marlec ha prodotto piú di 20.000 esemplari del suo multipala
Rutland, destinati soprattutto al mercato marittimo; poi c'è la LVM, che ha
prodotto circa quindicimila turbine multipala. La Ampair, altra azienda
produttrice di microturbine per imbarcazioni, ha istallato piú di 5.000
esemplari di Ampair 100. 

Il numero delle turbine per uso domestico, costruite da aziende come la
Bergey Windpower e la World Power Technologies, sebbene significativo, è
assai piú piccolo; le due case produttrici americane, insieme, hanno
fabbricato piú di 4.000 turbine di piccola taglia, comprese probabilmente
le windcharger una volta utilizzate sulle Grandi Pianure; negli anni '30,
infatti, parecchie aziende manifatturiere del Midwest costruivano
windcharger, cioè piccole turbine eoliche che servivano al caricamento
delle batterie o degli accumulatori di energia elettrica, per le abitazioni
isolate della "steppa" americana che si estendeva dal Texas all'Alberta
(Canada).

Molto spesso tali sistemi per il caricamento delle batterie rappresentavano
l'unica fonte di elettricità per molte fattorie e ranch prima che avvenisse
l'elettrificazione rurale. Vennero istallate migliaia di turbine eoliche
con una produzione di elettricità che andava dalle poche centinaia di Watt
a parecchi kilowatt e vennero battezzate con nomi come Sears, Zenith,
Soldato Montgomery, insieme a nomi tipo Wincharger, Jacobs, e quello meno
conosciuto Parris Dunn, scritti sulla parte finale delle pale a mo' di
decorazione. Fra la fine degli anni '40 e i primi anni '50, con l'avvento
dell'elettrificazione rurale, l'industria del windcharger ebbe un tracollo.
Fu cosí fino agli anni '70 quando la crisi petrolifera di quel periodo
costrinse a considerare, con rinnovato interesse, le piccole turbine
eoliche quale possibile tecnologia da applicare per produrre energia. In
quel momento, la strada piú breve per l'eolico fu quella di recuperare e
mettere nuovamente in produzione un modello degli anni '30. Molti fecero
cosí ed infatti esistono turbine Jacobs e Wincharger, costruite una
cinquantina d'anni fa, ancora operative. E non è raro trovare, ancora oggi,
annunci pubblicitari per queste macchine nella rivista Home Power. Negli
anni '80, i produttori misero a punto nuovi modelli di piccoli
aerogeneratori, la cui progettazione comprendeva anche quanto imparato
attraverso l'impiego del windcharger. La maggior parte dei nuovi
windcharger passavano dai generatori a corrente continua (CC) agli
alternatori a magneti permanenti. La corrente alternata (CA) di questi
aerogeneratori viene rettificata in CC per caricare una batteria o per
alimentare un inverter. 

Sempre in quegli anni, parecchi produttori costruirono piccole turbine
eoliche utilizzando generatori ad induzione per la connessione diretta alla
rete locale. Sebbene tecnicamente sia un'elegante soluzione per
l'integrazione delle turbine eoliche con la rete elettrica locale, i
piccoli aerogeneratori interconnessi sono stati un fallimento negli Stati
Uniti, per motivi sia politici, sia di regolamentazione. In Europa, invece,
le turbine eoliche di piccola taglia che alimentano generatori a induzione
- noti agli ingegneri elettrici come "generatori asincroni" - hanno trovato
un clima piuttosto recettivo, specialmente in Danimarca, Germania e Olanda.
Verso la metà degli anni '70, molti sperimentatori, hobbisti e modesti
laboratori di metallurgia, hanno iniziato a fabbricare macchine eoliche di
piccola potenza, progettate per integrare la quantità di energia fornita
dalla rete locale. Tali turbine gradualmente aumentarono la potenza, da 10
kilowatt (kW), a 30 kW fino ad arrivare, nel 1982, ad una potenza di 50 kW.
Allo stato attuale questo sforzo di base si è tradotto in un'industria che
muove parecchi miliardi e costruisce aerogeneratori con una potenza fino a
2,5 MW. 

In Nord Europa, molti impianti eolici istallati sono ubicati presso
fattorie raggruppati singolarmente o in piú unità. Al giorno d'oggi,
l'utilizzo di queste piccole turbine può tranquillamente fornire energia a
centinaia di famiglie. Sebbene queste macchine, nel tempo, siano cresciute
in potenza, il loro uso e la loro popolarità nel soddisfacimento del
fabbisogno energetico delle utenze domestiche costituisce un momento
importante nella storia dell'energia eolica. 



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 PAUL GIPE lavora con l'energia eolica dal 1976. È famoso per i suoi
articoli e libri al riguardo, attraverso i quali ha cercato di
universalizzare l'uso di questa forma di energia rinnovabile, risultando
oggi uno dei massimi esperti mondiali del settore.