Eolico

1. L'ENERGIA EOLICA
Alessio Marziale, René Convertini, Matteo Delli Rocioli, Riccardo Picciuto 5D 2022-2023

2. LA STORIA
3500 a.C
VII secolo
1180
1857
1887
1888
1891
Nel Mediterraneo e in particolare
nell’area del Medio Oriente il vento
viene utilizzato per navigare. Inoltre gli
Egizi attendono il suo arrivo per una
migliore navigazione nel Nilo.
In Iran e Afghanistan compaiono i primi
mulini a vento ad asse verticale, dotati
di pale che ruotavano intorno a un
albero disposto perpendicolarmente al
terreno.
Mulini a vento ad asse orrizontale
arrivano in Europa. Vengono
utilizzati, prevalentemente in
Olanda, per produrre olio e per
irrigare i campi.
Daniel Halladay costruisce un
mulino in grado di orientarsi in
maniera autonoma a seconda
della variazione del vento
James Blyth riesce ad alimentare la sua
casa attraverso una turbina eolica. Decide
di offrire l'energia in eccesso ai
concittadini, ma questi rifiutano perché la
ritengono "opera del diavolo"
James Brush inventa il termine
turbina eolica.
Il danese Poul Cour progetta una
turbina eolica la quale fornisce energia
elettrica alle aree rurali degli Stati
Uniti. Inoltre scopre che le turbine con
meno pale sono più veloci ed efficienti.

3. 1927
1931
1941
1975
1980
2000-oggi
Joe e Marcellus Jacobs aprono
la fabbrica “Jacobs Wind” a
Minneapolis, per produrre turbine
eoliche di modo da poter alimentare le
fattorie che non avevano accesso alla
rete.
Il francese Darrieus brevetta una turbina
eolica ad asse verticale, chiamata per
l'appunto Darrieus. Per via della forma,
che ricorda un frullino da cucina, prende
il nome di “mulino a vento eggbeater”.
Palmer Cosslett Putnam realizza la più
grande turbina eolica del mondo, la cui
capacità è di 1.250 kW. È installata sul
monte Grandpa’s Knob a Castleton, nel
Vermont, Stati Uniti. Fornisce energia
elettrica ai 700 abitanti della zona.
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati
Uniti finanzia un progetto per realizzare
turbine eoliche su grande scala. La NASA
costruisce 13 turbine sperimentali che
influenzeranno la gran parte della
tecnologia eolica di oggi.
Nel 1980 nel New Hampshire nasce il primo parco eolico al
mondo, composto da 20 turbine. Il primo progetto non
ottiene i risultati sperati, ma l’anno successivo il Mod-2 da
7,5 MW dà la possibilità di utilizzare turbine di grandiose
dimensioni per livelli di produzione energetica maggiori.
Gli impianti si diffondono
nel mondo e raggiungono una potenza
installata di circa 17,4 GW. Negli
ultimi 10 anni il costo si è abbassato,
rendendola competitiva rispetto alle
fonti convenzionali e favorendone la
crescita (oltre 500 GW attuali).

4. PALA EOLICA
I mulini a vento del terzo millennio:
ecco come le pale eoliche riescono
a produrre elettricità sfruttando le
correnti d’aria.

5. Cos'èuna pala eolica?
• La pala eolica è un piccolo capolavoro di ingegneria, dall’aspetto solo
in apparenza elementare. La più diffusa è la classica pala eolicaad asse
orizzontale, composta da torre, navicella e rotore, alla cui estremità
sono poste solitamente 3 pale. Meno diffuse sono le pale eoliche ad
asse verticale,pocoutilizzate per problemi di resistenza all’aria.
• La torre, di altezza compresa tra i 30 e i 120 metri, innalzaverso il cielo
la navicella all’interno della quale sono ubicati i vari meccanismi che
consentono di convertire il vento in elettricità (energia meccanica in
energia elettrica). La velocità del vento cresce con la distanza dal
suolo, motivo per il quale è necessaria questa altezza per le pale
eoliche. All’estremità della navicella è presente un rotore - diametro
tra i 20 e i 170 metri - composto da un mozzo su cui sono fissate le
pale eoliche.

6. Componenti
1. Navicellao gondole;
2. Generatoreelettrico;
3. Albero di trasmissione;
4.Torre;
5. Pale.
5
4
3
2
1

7. NAVICELLA O GONDOLA
È la cassa, larga circa 4 metri, alta
altrettanto e lunga una decina di metri dove
sono contenute tutte le componenti
principali della pala eolica (la dimensione si
deve al generatore elettrico a magneti
permanenti).
Le navicelle delle torri off-shore (installate
cioè in mare aperto) dovranno essere
sempre grandi abbastanza da permettere
l'atterraggio di un elicottero.

8. GENERATORE
ELETTRICO:
Funziona come i generatori di
qualunque centrale elettrica,
indipendentemente dall'energia che la
fa funzionare.
È composto da una componente
fissa lungo il perimetro esterno (lo
statore)e da una parte che ruota al suo
interno (il rotore):l'interazione tra il
campo magnetico generato dal rotore e
gli avvolgimenti dello statore generano
il flusso di corrente elettrica.

9. ALBERO DI
TRASMISSIONE:
È il componente più delicato del sistema.
Tenuto in rotazione dalle pale, la
trasmissione dell'energia meccanica dal
mozzo(dove sono ancorate le pale) al
generatore elettrico è mediata da un
sistemadi magneti permanenti.
Questo sistema ha il vantaggiodi
eliminareparti meccaniche (come per i
treni che scorrono su binari a levitazione
magnetica) e di essere perciò meno
soggettoa guasti e soprattutto a un
minore dispendio di energiain attrito.

10. TORRE:
È il pilone che sorreggela navicella,in
genere costruita impilando moduli
lunghi circa 30 metri (detti "conci"),
fino a raggiungere l'altezza
determinata dal progetto, che varia
anche in base al luogo di installazione.
La torre di un generatore, può essere
alta anche 90 metri.
Il diametro dellatorre varia, in
funzione del progettoe dell'altezza, da
4 metri a 1 metro circa.

11. PALE:
Il progetto prevede 3 pale, ognuna lunga circa
50 metri: il diametro della superficie spazzata
è di circa 110 metri.
Per una struttura di questo tipo l'altezza della
torre sarà di almeno 90 metri: il punto più alto
dell'aerogeneratore, quando la pala è sulla
verticale della torre, potrebbe perciò svettare
approssimativamente a 140 metri dal suolo.
Ossia 13 metri più in alto del grattacielo
Pirelli a Milano e ben 32 metri sopra alla
Madonnina del Duomo.

13. Come funzionauna pala eolica?
• Il processo di funzionamento di una pala eolica è
apparentemente semplice: il rotore- attivatodal vento - trasmette
la sua rotazionea un albero di trasmissione, che a sua volta
alimenta il generatore
elettrico. Il rotore entra in funzione solo quando il vento raggiunge
una velocità superiore ai 10 Km/h, mentre oltre i 90 Km/h
l'aerogeneratore si arresta per motivi di sicurezza.
• Nel dettaglio, dal rotore l'energia cinetica del vento viene
quindi convertitain energia meccanica. Unmoltiplicatoredi giri
trasformala rotazione lenta delle pale (tra i 18 e i 25 giri al minuto) in
una rotazione più veloce (fino a 1800 giri al minuto) in grado di
far funzionare il generatore di elettricità. Il generatore elettrico
converte l’energia meccanica ricevuta in energia elettrica.
Un trasformatore provvederà a trasferire l’energia elettrica da
un circuito a un altro (la rete elettrica in questo caso),
modificandonele caratteristiche.
How does a wind turbine work?

14. L'EOLICO IN ITALIA
Quando si parla di eolico italiano, si tratta sostanzialmente
di impianti installati sulla terraferma, ossia il cosiddetto onshore.
 Anni '80: primi impianti eolici.
 2004: soltanto 120 impianti sono installati sull'intero territorio
nazionale (potenza complessiva di 1,1 gigawatt).
 La prima grande crescita c'è tra il 2006 e il 2012.
 2014: 1800 impianti.
 2019: 7100 impianti.
 Allo stesso modo è cresciuta anche l’energia effettiva ottenuta
tramite l’eolico: 14 terawattora nel 2014, 17,7 TWh nel 2018 e 20
TWh nel 2019.
 In termini quantitativi, in tutto il territorio nazionale la potenza
installata ha superato gli 11 gigawatt (2020).

15. L’energia eolica non è distribuita in
modo omogeneo nelle regioni
italiane, ma è maggiormente diffusa
nel Sud Italia (il 90%).
PUGLIA SICILIA CAMPANIA BASILICATA CALABRIA SARDEGNA
25% 18% 14% 13% 10% 10%
Potenza elettrica nazionale per regione (GSE, 2019)
DISTRIBUZIONE
GEOGRAFICA:
Ø la parte meridionale della dorsale
appenninica, con una prevalenza
del lato orientale.
Ø l’energia eolica viene raccolta in
quantità significative anche
nelle grandi isole, grazie
alle favorevoli condizioni naturali.

16. • Basilicata: 1,7 chilowatt installati pro capite;
• Molise: 1,1 kW pro capite;
• Puglia: 0,6 kW pro capite;
• Calabria e Sardegna: 0,5 kW pro capite;
• Sicilia: 0,3 kW pro capite;
• Campania e Abruzzo: 0,5 kW pro capite;
• Altre: da 0,03 kW pro capite in giù.
A livello nazionale l’Italia si assesta su appena 153 watt
di potenza installata per abitante e sui 30 chilowatt
per chilometro quadrato.
POTENZA INSTALLATA
PER ABITANTE

17.  All’inizio del secolo l’eolico rappresentava appena il 2,1%
della produzione nazionale green, mentre questa quota è cresciuta
fino all’11% raggiunto nella prima decade e al 17,5% toccato a fine
2019.
 Nella classifica del 2020 l’Italia si trova al quinto posto in Europa per
potenza complessiva installata (dati rapporto Wind Europe) dietro
Germania, Spagna, Regno Unito e Francia, ma è al di là della decima
posizione se si valuta l’energia prodotta rispetto all’estensione
nazionale e ancora più indietro in termini di produzione pro capite.
COSA ACCADRÀ?
v Il GSE stima che nel corso degli anni Venti la potenza installata
raggiungerà quota 19 gigawatt, e l’energia generata annualmente
segnerà un +100% rispetto all’inizio del decennio, passando da 20
a 40 terawattora entro il 2030.
Curiosità: Tocco da Casauria

18. 1. L’installazione di nuovi impianti eolici sulle aree idonee del
territorio nazionale. Molte regioni presentano oggi un potenziale
eolico non ancora sfruttato e che può essere attivato nel giro di
pochi anni, garantendo un paio di ulteriori gigawatt di potenza
installata.
2. Il potenziamento e l’ammodernamento degli impianti già esistenti,
ossia il cosiddetto repowering. Le migliori performance garantite
da soluzioni tecnologiche di frontiera garantirebbero da sole 8,5
ulteriori gigawatt di potenza nazionale entro il 2030 (includendo in
questo trend anche le cosiddette torri solari, ossia installazioni
che raccolgono allo stesso tempo energia solare tramite
fotovoltaico ed energia eolica).
3. Il comparto dell’eolico offshore, in modalità galleggiante e al largo
è in arrivo: il primo gigawatt di potenza installata si avrà già entro il
2030.
Italia: i progetti in cantiere per l’eolico

19. L'IMPATTO SIGNIFICATIVO
SULL’OCCUPAZIONE
I green jobs legati all’eolico potrebbero essere oltre 67mila nelle
proiezioni da qui al 2030 fatte dall’ANEV con un impatto forte
soprattutto in Puglia (11.600), Campania (8.600), Sicilia (6.800),
Sardegna (6.800) e Lazio (5.500). Un terzo sarebbero gli occupati
diretti, e due terzi gli indiretti.

20.  Fonte di energia rinnovabile (la sorgente che la
genera è formalmente illimitata);
 Il vento è facilmente reperibile (previ studi sul
territorio) a differenza dei materiali fossili e
dell'uranio;
 Le pale eoliche hanno una durata media di 25
anni (in aumento grazie a nuovi studi e
tecnologie);
 Bassi costi di manutenzione (si parla di circa
1cent ogni kWh di energia prodotta);
 Se posizionata sul territorio con criterio, è la fonte
rinnovabile con il più alto grado di continuità
nella produzione di energia (zone con
abbondanza di vento).
VANTAGGI
DELL'EOLICO

21. SVANTAGGI
DELL'EOLICO
 Fonte di energia discontinua nella produzione (come tutte
le fonti di energia rinnovabile);
 Siccità eolica;
 Opinione pubblica sfavorevole (inquinamento
visivo su zone panoramiche e turistiche);
 Alti costi di installazione (le spese risultano giustificate
solo nelle zone in cui la potenza media del vento sia aggira
sui 12 – 14 m/s);
 Impatto acustico (diviene nullo solo se l'installazione è a
oltre 200 metri dal suolo);
 Non riciclabile (composte da fibra di vetro e resine
epossidiche).
Perché il settore eolico in Italia non sta decollando?

22. SMALTIMENTO
DELL'EOLICO
• Le turbine eoliche sono ingombranti, le pale hanno
delle dimensioni che vanno dai 45 ai 90 metri di
lunghezza. Sono composte da materiali tossici (derivati
dal petrolio) e a oggi, il metodo di smaltimento più
comune è quello in discarica.
• Nel prossimo decennio, in Italia, vi saranno dalle 30
alle 40mila tonnellate di pale eoliche da smaltire
• Da una pala eolica NON si può ricavare materiale per
una nuova pala, l'unica soluzione è quella di riciclarla
in impianti specializzati (ne esiste soltanto uno in
Europa, nel nord della Germania) o trasformarla in
materiale secondario grezzo da usare come additivo
per l’asfalto, per realizzare barriere anti-rumore e
pannelli per l’isolamento termico.
L'IDEA GENIALE PER LE BICI

23. NUOVE INNOVAZIONI
DELL'EOLICO
Un team di ricercatori dell’University of
Massachusetts Lowel ha messo a punto un
nuovo sistema capace di rendere le pale
eoliche biodegradabili.
La ricerca era incentrata sul cercare nuovi
materiali utili a costruire le pale eoliche che
fossero completamente biodegradabili e
smaltibili in modo semplice e pulito.
Una pala eolica composta da materiali
ecologici, alla fine del suo ciclo di vita
potrebbe essere trasformata
in elettricità mediante un processo di
gassificazione oppure utilizzata come filler
(riempitivo) per l'edilizia.
LE PALE EOLICHE DA CASA MONTATE SUL BALCONE

24. SITOGRAFIA
• Pala eolica-ENEL
• Elementi pala eolica-ARGO
• Eolico in Italia-ENEL
• Energia eolica: vantaggi e svantaggi | ABenergie
• I vantaggi dell’Energia Eolica e i pochi punti a sfavore – Energia Eolica (energia-eolica.it)
• Tutti i Vantaggi e Svantaggi dell'Energia Eolica (scienzaverde.it)
• Inquinamento da pale eoliche - Idee Green
• Come ti smaltisco le vecchie pale eoliche – V.A.S. Circolo Territoriale di Roma (vasroma.it)
• Pale eoliche biodegradabili - Idee Green