Le turbine eoliche sono strategicamente posizionate in luoghi perennemente ventosi per dare loro la migliore opportunità di generare più energia, ma quanta energia produce effettivamente una turbina eolica?
Come producono energia le turbine eoliche?
Sappiamo tutti che il mondo ha bisogno di più fonti di energia rinnovabile: ovunque ti trovi sul cambiamento climatico, devi affrontare il fatto che i combustibili fossili sono una risorsa limitata e, alla fine, si esauriranno. Se vogliamo vivere nel confortevole mondo alimentato dall’elettricità che viviamo ora, dobbiamo trovare fonti alternative.
Alcune delle fonti di energia rinnovabile che possiamo utilizzare includono il solare, l’eolico, la biomassa e il geotermico e, sebbene nessuna singola tecnologia possa essere la risposta, riunirli tutti insieme aiuta ad aprire la strada.
Molte persone hanno scoperto che il passaggio dai tradizionali piani energetici alimentati da combustibili fossili ad abbonamenti illimitati alle energie rinnovabili consente l’accesso immediato all’energia pulita, senza il pesante investimento di cose come i pannelli solari.
Un’altra fonte di energia pulita che è già cresciuta in tutto il mondo sono le turbine eoliche. Si tratta di enormi strutture strategicamente posizionate in luoghi perennemente ventosi, per dare loro la migliore opportunità di generare più energia.
Ma come funzionano effettivamente le turbine eoliche?
Come viene prodotta l’energia eolica?
L’energia eolica viene prodotta quando sfruttiamo la potenza del flusso d’aria della nostra atmosfera per creare elettricità. Le turbine eoliche lo fanno catturando l’energia cinetica del vento (ad esempio l’energia in movimento).
Esistono attualmente tre diversi tipi di energia eolica, energia eolica su scala industriale, energia eolica distribuita (piccola) ed energia eolica offshore.
L’energia eolica su scala industriale comprende turbine di tutte le dimensioni che forniscono la loro potenza alla rete e sono utilizzate dalle società di servizi.
L’energia eolica offshore è esattamente quello che sembra: si tratta di enormi turbine eoliche costruite in mare e che generano la maggior quantità di energia.
Naturalmente, non tutta l’elettricità che attraversa la rete elettrica proviene da fonti pulite come il vento e il solare, la maggior parte proviene ancora dalla combustione di combustibili. Anche i combustibili rinnovabili omettono i gas nocivi, quindi dobbiamo essere consapevoli della provenienza della nostra energia.
Potresti non saperlo, ma in molti stati puoi scegliere da dove proviene la tua energia. Consentiamo ai nostri clienti di scegliere l’energia che proviene da fonti pulite, invece di quelle dannose. I nostri clienti scelgono l’energia pulita e un piano di abbonamento adatto a loro in modo da ottenere una bolletta mensile stabile, con la soddisfazione di aiutare il mondo a diventare più verde. Se desideri saperne di più su come possiamo aiutarti, fai clic qui.
Come funzionano le turbine eoliche?
Le turbine eoliche sono relativamente facili da capire e spesso sono più facilmente comprensibili se le consideri come un mulino a vento storico che userebbe l’energia eolica per macinare il grano.
Quando il vento soffia oltre la pala di una turbina eolica, la forza viene catturata (questo si chiama cattura della sua energia cinetica), e così la turbina inizia a girare. L’energia è ora considerata energia meccanica. Proprio come con il mulino a vento, questo fa girare un albero interno. A differenza di un mulino a vento tradizionale, gli alberi delle turbine eoliche sono collegati a un cambio che aiuta ad aumentare la velocità in modo massiccio, in genere 100 volte di più.
Questa filatura è collegata a un generatore, che produce l’elettricità.
Questo è tutto ciò che devi sapere, ma se sei interessato ai termini tecnici, questi stessi elementi sono chiamati albero, gondola e rotore. L’albero supporta il rotore e la navicella e la navicella contiene le parti meccaniche. Gli alberi o le torri sono cavi e realizzati prevalentemente in acciaio. Le pale sono realizzate in fibra di vetro rinforzata con poliestere, resina epossidica rinforzata con fibra di vetro o resina epossidica rinforzata con fibra di carbonio, che le rende incredibilmente resistenti ma anche abbastanza leggere da consentire a forze del vento relativamente delicate di farle girare.
Le pale di una turbina eolica sono molto simili alle ali di un aeroplano; il vento fa girare la turbina a tre pale perché la forza di portanza è maggiore della forza di resistenza. Ce ne sono tre perché questo produce il miglior compromesso tra velocità di rotazione e affidabilità meccanica.
Il rotore è collegato ad un generatore tramite una serie di ingranaggi in modo che la velocità di rotazione venga aumentata nell’ordine di 100 volte. Ciò consente al generatore di produrre elettricità e non essere troppo grande e costoso. I computer controllano il passo delle pale e la direzione in cui puntano per produrre la massima potenza.
La maggior parte delle turbine eoliche onshore oggi ha una potenza nominale di 2,5-3 MW (megawatt), con pale di circa 50 m di lunghezza, circa la metà della lunghezza di un campo di calcio. Solo 30 anni fa, le lame erano lunghe solo 15 metri!
Le turbine eoliche producono CA o CC?
I generatori di elettricità producono elettricità a corrente alternata (CA). Alcune turbine contengono un convertitore che cambia la CA in CC (corrente continua) e viceversa per far corrispondere l’elettricità prodotta alla frequenza e alla fase della rete a cui è collegata. La differenza tra queste correnti è che nelle correnti CA, gli elettroni continuano a cambiare direzione, mentre nelle correnti CC fluiscono solo in una direzione.
Quali sono i diversi tipi di turbine eoliche?
Di gran lunga, il tipo più comune di generatore eolico è la turbina eolica ad asse orizzontale (HAWT). Questo è quello che è diventato uno spettacolo comune sia come individui e piccoli gruppi o in gran numero nei parchi eolici. Assomigliano a un’elica di aeroplano su una torre.
Le turbine ad asse verticale, d’altra parte, sono state descritte come simili a frullini per le uova. Le turbine ad asse verticale hanno tipicamente due pale attaccate alla parte superiore e inferiore di un rotore verticale. Questi possono essere abbastanza grandi ma sono passati di moda in quanto non sono efficienti come le turbine ad asse orizzontale.
Ce ne sono molti altri che sono stati scartati come inferiori, o sono ancora in fase di prototipo, inclusa la turbina eolica aviotrasportata sviluppata da Altaeros Energies. Questa turbina eolica è un po ‘come un incrocio tra un pallone e una turbina eolica e, in teoria, sarebbe un’opzione visivamente molto più accattivante, in quanto non disturberebbero il paesaggio. Solo il tempo dirà se qualcuno di questi è una valida alternativa agli HAWT attualmente in uso in tutto il mondo.
Come producono energia le turbine eoliche?
Una turbina eolica è progettata per convertire l’energia cinetica del vento in elettricità. Il rotore a lame è collegato a un generatore tramite una serie di ingranaggi in modo che la velocità di rotazione venga aumentata nell’ordine di 100 volte. Ciò consente al generatore di produrre elettricità senza essere troppo grande o costoso. L’elettricità prodotta dalla turbina eolica viene comunemente trasmessa alla rete elettrica.
Qual è il tipo di turbina eolica più efficiente?
A partire dal 2020, il leader dell’efficienza delle turbine eoliche è il grande design a tre pale ad asse orizzontale, motivo per cui ne sono stati implementati più di 300.000. Le pale aerodinamiche generano più elettricità di qualsiasi altro progetto, sia perché la portanza prodotta sposta le pale più velocemente, sia perché ciascuna lama si muove attraverso l’aria “pulita”.
Inoltre, poiché i computer controllano l’orientamento delle lame, funzionano sempre al loro potenziale ottimale. I progetti ad asse verticale e altri progetti ad asse orizzontale non possono competere.
L’altro vantaggio dell’HAWT a tre pale è che si ingrandiscono molto bene, molto meglio, in effetti, rispetto alle alternative. Le grandi turbine generano quantità altrettanto grandi di elettricità, che per la generazione di elettricità su scala industriale è vitale.
Quanta energia produce una turbina eolica?
Una moderna turbina eolica inizia a produrre elettricità quando la velocità del vento raggiunge 6-9 miglia orarie (mph) e deve spegnersi se supera i 55 mph (88,5 chilometri orari) quando il suo meccanismo rischia di subire danni. Quindi, sebbene possano generare elettricità per la maggior parte del tempo, altre volte devono essere spenti.
C’è anche una riduzione causata dalle inevitabili inefficienze coinvolte nel meccanismo, la maggior parte delle turbine eoliche funziona a circa il 30% – 40% di efficienza sebbene questa possa salire al 50% in condizioni di vento ideali.
Si stima che una turbina eolica terrestre media da 2,5 a 3 megawatt possa produrre oltre 6 milioni di kWh ogni anno. Una turbina offshore da 3,6 MW potrebbe raddoppiarla.
Quanta potenza produce una turbina eolica per rotazione?
Le turbine eoliche stanno diventando più grandi e producono sempre più elettricità in ogni momento. Nel 2018, il gigante energetico svedese Vattenfall ha installato la prima delle 11 delle sue turbine da 8,8 MW, realizzate da Vestas, al largo della costa scozzese. Queste colossali turbine hanno un’altezza complessiva di 191 m (627 piedi) e ogni pala è lunga 80 m (262 piedi). Secondo Adam Ezzamel, Project Manager del Centro eolico offshore europeo, “una sola rotazione delle pale può alimentare una casa media del Regno Unito per un giorno”.
1 turbina eolica può alimentare una casa?
Esistono alternative ai colossi delle turbine eoliche utilizzati per generare elettricità su scala industriale. Le piccole turbine eoliche con una potenza nominale di 100 kilowatt o meno possono essere utilizzate per alimentare direttamente una casa o una piccola impresa. Possono generare energia allo stesso modo dei pannelli solari, in quanto l’energia può essere immagazzinata per essere utilizzata nelle batterie e dovrebbe essere in grado di alimentare una casa o un luogo di lavoro in una giornata ventosa. Il problema nasce quando il vento cala per giorni o si alza troppo perché la turbina eolica funzioni senza danneggiarsi.
L’altro problema, più grande, è che l’installazione di una turbina eolica o di pannelli solari ha un costo enorme. Una soluzione più semplice è semplicemente cambiare il tuo piano energetico basato sui combustibili fossili a casa o in ufficio con un abbonamento illimitato all’energia pulita. Ciò consentirà risparmi immediati e non ci sono costi di installazione.
Sebbene l’installazione di pannelli solari o una turbina eolica possa ripagare a lungo termine, non è un investimento finanziario che molte persone possono fare.
Se decidi di installarne uno, le turbine possono essere montate sul tetto o autonome, a seconda della situazione. In casi molto rari, l’elettricità generata in eccesso può essere immessa nella rete e effettivamente fare soldi per il proprietario (proprio come i pannelli solari).
Questo è un settore in crescita del mercato (puoi persino acquistarli su Amazon) e, col tempo, potrebbe essere importante tanto quanto i parchi eolici in quanto guardiamo a fonti di energia sostenibile più economiche.
Il bello del vento è che è gratuito, e ce n’è in abbondanza! Si spera che, alla fine, fino al 50% del fabbisogno energetico possa essere fornito dalla forza del vento. Già quasi la metà dell’elettricità della Danimarca proviene dal vento. Entro la fine del 2018, la capacità mondiale di elettricità generata dal vento ha raggiunto quasi 600 gigawatt, con un contributo degli Stati Uniti per 96.665 MW. La US Energy Information Administration stima che altri 14.300 MW di energia eolica arriveranno online nel 2020.
L’energia eolica non è la risposta completa al fabbisogno energetico mondiale, ma svolge già un ruolo fondamentale nell’aiutarci ad adattarci a un futuro più pulito e sostenibile.
