Che cos'è una turbina eolica?
Una turbina eolica è un grande dispositivo rotante che converte l'energia del vento in energia meccanica. Questa energia meccanica può quindi essere utilizzata per semplici compiti meccanici, come girare grandi ruote per macinare il grano, nel qual caso la turbina eolica viene definita mulino a vento. Può anche essere utilizzato come fonte di energia elettrica, sia per un'applicazione vicina, sia dopo essere stato trasferito tramite linee ad alta tensione a una stazione di commutazione centrale, nel qual caso viene definito generatore eolico.
La turbina eolica è stata in uso per secoli in forma di mulino a vento. Molte parti del mondo usano ancora ampiamente le turbine per macinare il grano e pompare acqua. I mulini a vento consentono alle persone senza accesso alle pompe elettriche di ottenere acqua da sotto il livello delle acque sotterranee, contribuendo a garantire l'accesso all'acqua pulita e a proteggere dalle malattie trasmesse dall'acqua.
Negli ultimi anni, la turbina eolica come generatore elettrico ha iniziato ad essere utilizzata come fonte significativa di generazione di energia in tutto il mondo. Nel passaggio globale dall'energia a combustibili fossili a forme di energia più sostenibili, l'energia eolica è diventata un attore importante. È relativamente conveniente, può essere utilizzato in molte diverse regioni del mondo e può essere abbastanza efficiente. Sebbene vi siano alcune preoccupazioni ambientali per i generatori eolici, sono generalmente minori e più di 120 gigawatt (GW) di elettricità vengono prodotti in tutto il mondo attraverso l'uso dell'energia eolica.
Le turbine stesse possono essere separate in due gruppi distinti: turbine eoliche ad asse orizzontale (HAWT) e turbine eoliche ad asse verticale (VAWT). La maggior parte delle turbine che le persone sono abituate a vedere sono HAWT, basate sul design familiare del mulino a vento. I moderni HAWT sono generalmente a tre pale, in cima a enormi torri per portarli ad un'altitudine dove il taglio del vento è molto più alto.
La maggior parte dei HAWT sono controllati dai computer per trasformarsi automaticamente nel vento, per sfruttare al massimo qualsiasi vento presente. I HAWT non richiedono alcun tipo di backtracking, poiché le loro pale si muovono sempre perpendicolarmente al vento. Di conseguenza, per tutto il tempo in cui ruotano, generano elettricità, a differenza dei VAWT. Tuttavia, i HAWT sono incredibilmente costosi da trasportare, poiché sono enormi, ed è comune che il 20% del costo totale venga speso nel solo trasporto. Inoltre, la loro altezza può renderli esteticamente spiacevoli e l'installazione è un processo difficile, costoso e che richiede tempo.
Una turbina eolica ad asse verticale (VAWT) d'altra parte ha l'albero del rotore che si attacca dritto in aria, con fogli che catturano il vento e ruotano l'intero albero. Il tipo più comune visto è la turbina eolica Darrieus, che assomiglia più o meno a un grande frullino per le uova. I VAWT richiedono molto meno altezza e sono molto meno costosi per il trasporto e l'installazione e sono in grado di produrre elettricità con velocità del vento molto più basse rispetto ai HAWT. La loro efficienza complessiva è all'incirca del 50% rispetto a quella dei HAWT e, poiché sono più bassi rispetto al suolo, tendono a subire velocità del vento molto inferiori.
Oltre ai due principali tipi di turbine eoliche, che costituiscono la stragrande maggioranza delle turbine al mondo, ci sono anche una serie di progetti non standard. Questi tendono ad essere variazioni di HAWT o VAWT, come l'aerogeneratore o la turbina a rotore canalizzato. Sono state anche proposte e sperimentate anche varianti più strane, come la turbina eolica a levitazione magnetica e la turbina eolica dispersa nell'aria. La maggior parte dei progetti alternativi, tuttavia, non ha ancora visto una diffusa accettazione commerciale.