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Sviluppi tecnologici dell’eolico – Intervento del Prof. Romano Giglioli, Università di Pisa – Convegno Orizzontenergia “Eolico: Energia, Uomo e Territorio”

  • Intervistato: Romano Giglioli

Att_App_Loghi/CONV_EDIT/Prof Giglioli.jpgProf. Giglioli, ci può descrivere con un linguaggio per non addetti ai lavori come è nata e si è evoluta l’energia eolicaenergia eolica
Energia ricavata dal vento in virtù della velocità con cui soffia. Questa forma di energia viene prodotta grazie a macchine eoliche (dette anche aerogeneratori) che convertono l’energia cinetica del vento in energia meccanica di rotazione, e, successivamente, in energia elettrica utilizzabile per differenti scopi.
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L’idea di sfruttare il vento per le attività umane ha antiche origini ed una certa continuità storica.

Il primo esempio è quello della vela per la navigazione sui mari. Sulla terraferma sono invece sorti i mulini a vento utilizzati per macinare granaglie, pompare acqua od azionare magli. Questo fino all’evento della macchina a vapore.

Con lo scoppio della Rivoluzione Industriale la tecnologia eolica degli albori è stata progressivamente sostituita con tecnologie aventi caratteristiche di programmabilità quali le prime macchine a vapore idrauliche e dallo sviluppo del motore a combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l’ossigeno presente nell’aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
interna.

L’attenzione alle risorse energeticherisorse energetiche
Stima dei volumi totali di fonti energetiche, sia scoperte che non ancora scoperte. Tale quantità comprende anche le riserve.
autogene sarebbe quindi riemersa solamente negli anni ’70 quando è sorta l’esigenza di limitare la dipendenza dall’estero.

Infatti negli anni ’70, prima la guerra del Kippur e poi la caduta dello Scià di Persa, resero più difficili gli approvvigionamenti di petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
e conseguentemente il prezzo aumentò più di 10 volte in pochi anni. Tutto ciò portò ad un maggior utilizzo del gas naturalegas naturale
Idrocarburo che ha un’origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un’alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell’atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S). e pose l’attenzione allo sviluppo di tecnologie atte ad utilizzare le fonti rinnovabilifonti rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell’uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
– il sole
– il vento
– l’acqua
– la geotermia
– le biomasse
, quali solare ed eolico, principalmente per la produzione di energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all’energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
.

Dopo un primo slancio, con il successivo ritorno del prezzo del petrolio a livelli minimi, l’Italia adottò una politica energetica e industriale del settore un po’ miope, mentre altri Paesi del Nord Europa, in particolare Germania e Danimarca, si sono attivati, fin dai primi segnali di questo cambiamento, investendo nella tecnologia eolica e acquisendone di fatto un ruolo di leadership.

A partire dall’inizio del nuovo secolo la maggior attenzione all’ambiente ed in particolare ai cambiamenti climatici e sotto la spinta del protocollo di Kyotoprotocollo di Kyoto
È un accordo internazionale sull’ambiente siglato nel 1997 da oltre 160 paesi per la riduzione delle emissioni climalteranti. Entrato in vigore a febbraio 2005, prevede entro il 2012 la riduzione complessiva delle emissioni di gas serra del 5,2% rispetto ai livelli del 1990 (considerato come anno di riferimento). Per i Pesi in via di sviluppo non sono stati previsti obiettivi di riduzione. Il protocollo di Kyoto ha introdotto dei meccanismi (i cosiddetti “meccanismi flessibili”) per l’adempimento degli obiettivi di ciascun Paese, favorendo la cooperazione internazionale. Essi sono il Clean developmenti Mechanism, il Joint Implementation e l’Emission TradingTrading
Attività di acquisto e/o di vendita di prodotti (materie prime o commodities) sui mercati internazionali.
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e delle politiche Europee, è riemersa anche in Italia una forte attenzione per l’uso delle fonti di energiafonti di energia
Sorgenti di energia o sostanze dalle quali può essere prodotta energia utile direttamente o dopo trasformazione. Le fonti di energia possono essere classificate in diversi modi a seconda del contesto di riferimento: risorse esauribili (principalmente petrolio, gas naturale, carbone, legna); risorse rinnovabili (tutte quelle derivanti direttamente o indirettamente dall’energia solare, dal calore endogeno terrestre e dalle maree); risorse primarie (utilizzabili direttamente come si trovano in natura: petrolio, carbone, gas naturale, legna); risorse secondarie (in cui l’energia deriva dalla trasformazione dell’energia primaria in altra forma di energia, ad esempio idroelettrico, energia elettronucleare eccetera); risorse commerciali ( ovvero soggette a transazioni commerciali e quindi facilmente quantificabili, derivanti da quattro tipi principali di fonti: carbone, petrolio, gas naturale, elettricità primaria); risorse non commerciali (non soggette a transazioni commerciali: ad esempio residui di coltivazioni, legna di sottobosco eccetera nei Paesi in via di sviluppo; sebbene assenti dal commercio internazionale in alcuni Paesi rivestono grande importanza); risorse tradizionali (derivanti da prodotti vegetali o animali: legna, carbone di legna, torba, sterco essiccato).
rinnovabile.

In questo contesto la necessità di perseguire un miglioramento continuo delle tecnologie, ha indotto anche nell’industria eolica la necessità di un’efficienza e di un’economicità sempre maggiori, portando ad incrementare le taglie degli impianti, che dai 50-100 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
degli anni ’80 hanno raggiunto e consolidato i 3 MW, traguardando ora i 6 MW, particolarmente per le applicazioni off-shoreoff-shore
Aree situate in mare, ad una certa distanza dalle coste, dove è possibile svolgere attività di ricerca o di produzione di idrocarburi o dove è possibile installare un parco eolico, sfruttando la maggiore velocità dei venti.
.

Lo sviluppo tecnologico ha permesso di risolvere le criticità derivanti dall’aumento delle taglie degli impianti, riducendone peso e ingombro per unità di potenzapotenza
Grandezza data dal rapporto tra il lavoro (sviluppato o assorbito) e il tempo impiegato a compierlo. Indica la rapidità con cui una forza compie lavoro. Nel Sistema Internazionale si misura in watt (W).
, fornendo soluzioni per il mantenimento dell’affidabilità della macchina e la riduzione dei costi di gestione operativa e manutenzione.

Ad esempio le ultime soluzioni tecnologiche permettono di costruire pale in materiali compositi contenenti fibre in carboniocarbonio
Elemento chimico costituente fondamentale degli organismi vegetali e animali. È alla base della chimica organica, detta anche chimica del carbonio: sono noti più di un milione di composti del carbonio. È molto diffuso in natura, ma non è abbondante: è presente nella crosta terrestre nella percentuale dello 0,08% circa, e nell’atmosfera prevalentemente come monossido (CO) e biossido (CO2) di carbonio (anidride carbonica). Allo stato di elemento si presenta in due differenti forme cristalline: grafite e diamante.
, aumentandone la resistenza e permettendo, quindi, di aumentarne le dimensioni: oggi si riesce a costruire pale di 75 m di lunghezza.

La ricerca è sempre in cerca di soluzioni tecnologiche innovative e conduce talvolta allo sviluppo di installazioni con strutture e forme anche avveniristiche che riescono a raggiungere aspetti visivi persino accattivanti (da soluzioni a ponte su tratti autostradali, a strutture ad asse verticale come da origini, ad aquiloni).

Att_App_Loghi/CONV_EDIT/Eolico ponte.jpgAtt_App_Loghi/CONV_EDIT/Eolico asse verticale.jpgAtt_App_Loghi/CONV_EDIT/Eolico acquiloni.jpg

 

 

 

 

 

 

Parlando infine di interferenza ambientale va di fatto detto che al di là dell’impatto visivo l’eolico non genera alcun impatto ambientaleimpatto ambientale
L’insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l’avvio di una determinata attività ha sull’ambiente naturale circostante.
, tant’è che sul piano estetico le nuove macchine eoliche sono persino migliori rispetto ai vecchi mulini a vento conservati ai giorni nostri come simboli di un patrimonio storico-culturale indistruttibile.

Prof. Giglioli, tutto bello, ma alla fine della loro vita che fine fanno questi impianti che possono raggiungere i 160 metri di altezza?

Si tratta di impianti che si smontano facilmente, ma soprattutto vengono smontati perché il loro contenuto in termini di materiale ha un valore economico. Sarebbe infatti piuttosto strano se venisse lasciato sul posto materiale ancora economicamente recuperabile (acciaio, rame, …).

Per quanto riguarda invece il problema del cemento armato delle fondamenta, in primo luogo sarebbe opportuno riutilizzarlo per sostenere nuovi sistemi più efficienti, diversamente sarebbe opportuno regolamentare il processo di fine vita degli impianti, istituendo come avviene per il recupero delle batterie esauste, un consorzio pubblico che ne regoli lo smantellamento al termine dell’attività. In sostanza il costruttore dovrebbe pagare in fase costruttiva affinché l’amministrazione pubblica regoli il processo di smantellamento una volta dismesso l’impianto.

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Pontremoli, 24 maggio 2013

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Redazione
Orizzontenergia

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