Contenuto
- Come funzionano le moderne turbine eoliche
- Come misurare la capacità di generazione
- Considerazioni sulla progettazione per i parchi eolici
- Vantaggi e svantaggi dell'energia eolica
L'energia nel vento proviene dal riscaldamento solare irregolare dell'atmosfera. L'uso del vento per l'energia risale ai primi velieri. A terra, i mulini a vento hanno applicato il principio delle vele ad un albero rotante, per raccogliere l'energia meccanica del vento per fornire energia meccanica. I piccoli mulini a vento nelle aziende agricole alimentano le pompe dell'acqua, e alcuni sono stati accoppiati ai generatori di automobili per generare elettricità nella fattoria prima della costruzione della rete di distribuzione elettrica. Ora enormi turbine eoliche forniscono energia per quella rete.
Come funzionano le moderne turbine eoliche
I componenti di base di una moderna turbina eolica includono le pale del rotore montate su un albero a bassa velocità e un cambio che collega l'albero a bassa velocità a un albero ad alta velocità, che gira un generatore. Un freno protegge il sistema da una velocità eccessiva in caso di vento superiore a 88 chilometri orari (55 miglia all'ora). Non esiste una turbina reale. Il sistema si erge su un'alta torre con un "sistema di imbardata" per controllare la direzione che la turbina dovrà affrontare, come descritto dal Dipartimento dell'Energia. Un anemometro misura la velocità del vento e un controller avvia o arresta il sistema, in base alla velocità del vento misurata.
Come misurare la capacità di generazione
Le dimensioni delle turbine eoliche variano a seconda dell'applicazione, che vanno dalle singole case alle turbine su larga scala disposte in parchi eolici. La Wind Energy Foundation spiega come la capacità di generazione varia con il metraggio quadrato dell'area spazzata dai rotori, dalle velocità del vento e persino dalla densità dell'aria a causa delle variazioni di temperatura e altitudine. L'energia disponibile nel vento aumenta del cubo della velocità, ovvero un doppio aumento della velocità del vento produce otto volte la potenza. La misura più precisa della capacità di una turbina in un determinato sito è la "resa specifica" prodotta dalla turbina in un anno.
Considerazioni sulla progettazione per i parchi eolici
La selezione e la progettazione di un parco eolico richiede molti passaggi e considerazioni, come descritto dalla World Wind Energy Association. Prima arrivano questioni legali come l'autorizzazione e poi problemi del sito come la quantità di vento e la qualità del terreno per supportare le torri delle turbine e la vicinanza fisica alle reti elettriche esistenti. La terra deve essere affittata e i contratti assicurati per vendere l'energia prodotta dalla struttura. Bloomberg Business riporta la capacità di generazione eolica al minimo in Cina, per mancanza della capacità della rete di accettare l'energia prodotta dalle strutture situate in siti altrimenti promettenti basati sui venti disponibili.
Vantaggi e svantaggi dell'energia eolica
Il vantaggio principale dell'energia eolica è la disponibilità di energia libera dall'aria in movimento, senza creare inquinamento dal combustibile che brucia. Lo svantaggio principale è l'inattendibilità dei venti; quando il vento non soffia, l'investimento nelle turbine non sta pagando e la rete deve funzionare attorno a un alimentatore intermittente. I sistemi non collegati alla rete elettrica necessitano di un dispositivo di memorizzazione come una batteria per trattenere l'energia generata quando non c'è abbastanza vento. National Geographic riporta i problemi con le turbine che uccidono la fauna selvatica alata e le difficoltà ad adottare nuovi progetti per risolvere i problemi. Anche il rumore e persino le ombre delle turbine causano problemi.