L'energia eolica si riferisce alla cattura dell'energia dall'aria in movimento, cioè il vento, e alla sua conversione in elettricità. Gli esseri umani utilizzano l'energia eolica da migliaia di anni. Storicamente, lo abbiamo utilizzato principalmente per macinare grano e pompare acqua.
Il termine energia eolica ha lo stesso significato di energia eolica.
Secondo il Global Wind Energy Council (GWEC) , l'energia eolica globale è aumentata del 10% nel 2017 a 539 GW.
National Geographic ha la seguente definizione del termine:
L'energia eolica è prodotta dal movimento dell'aria (vento) e convertita in energia per uso umano.
L'energia eolica è prodotta con turbine eoliche alte, torri tubolari con pale rotanti nella parte superiore. Quando il vento fa girare le pale, le pale fanno girare un generatore e creano elettricità.
Parchi eolici a energia eolica
Quando il vento fa girare le pale di un mulino a vento tradizionale, ad esempio, fa girare una turbina all'interno di un piccolo generatore. Il generatore produce elettricità.
I tradizionali mulini a vento da fattoria possono generare solo una piccola quantità di elettricità. Forse abbastanza per alimentare alcune delle macchine degli agricoltori e anche per macinare i cereali in farina.
Per produrre elettricità sufficiente per intere comunità, le compagnie elettriche devono costruire parchi eolici. I parchi eolici hanno molte turbine.
Il posto migliore per un parco eolico è in un'area aperta e pianeggiante. Il vento deve soffiare a 14 miglia orarie (22,5 km/h) o più.
Gli esseri umani utilizzano l'energia eolica da molto tempo. (Immagine a sinistra: gwec.net/media-center Immagine a destra: en.wikipedia.org )
Turbine eoliche
Le turbine eoliche sono dispositivi che convertono l'energia cinetica del vento in energia elettrica, cioè elettricità. L'energia cinetica è l'energia che qualcosa ha perché si sta muovendo. Cinetica significa relativa o risultante dal movimento.
La turbina ha delle pale, che girano nel vento tra i tredici ei venti giri al minuto. Il fatto che le pale girino a velocità costante o variabile dipende dalla tecnologia delle turbine.
Per quanto riguarda la durata delle turbine, la società spagnola di gestione delle infrastrutture Acciona SA afferma quanto segue:
Gli aerogeneratori hanno una vita media di oltre 25 anni, anche se il criterio contabile più diffuso è fissato per periodi di 20 anni. La rapida evoluzione della tecnologia eolica ha portato ad un aumento della durata delle turbine eoliche.
Le turbine eoliche oggi sono molto più sofisticate dei mulini a vento di ieri. ( Immagine: adattato da researchgate.net )
Energia eolica il processo
Di seguito è riportata una spiegazione di come una turbina eolica genera elettricità.
Orientamento automatico
Le turbine eoliche girano automaticamente in modo da poter affrontare il vento. Quindi, possono sfruttare appieno l'energia cinetica del vento.
Le lame girano
Quando il vento raggiunge i 3,5 metri al secondo (m/s) le pale iniziano a girare. È alla massima potenza quando raggiunge 11 m/s.
Se il vento soffia a 25 m/s, ad esempio, le lame piumate rallentano. Pertanto, la turbina evita tensioni eccessive.
La scatola del cambio
Il cambio converte la lenta rotazione delle lame girevoli in un movimento ad alta velocità. Ruota l'albero abbastanza rapidamente per alimentare il generatore.
Il cambio fa girare la velocità di giri al minuto da 13 a 1.500.
Il generatore
Il generatore è come un'enorme versione ingrandita di una dinamo da bicicletta. Quando andiamo in bicicletta, la dinamo gira quando tocca la ruota posteriore. Ruotando, genera abbastanza elettricità per accendere la lampada della bicicletta.
Una cosa simile, ma su scala molto più ampia, accade in una turbina eolica. Il cambio trasferisce la sua energia al generatore, che produce elettricità.
Acciona SA spiega cosa succede dopo che il generatore ha prodotto elettricità:
L'energia generata scorre attraverso l'interno della torre fino alla base. Da lì, l'energia percorre una linea metropolitana fino alla sottostazione, dove viene innalzata la tensione per immetterla nella rete elettrica e distribuirla ai punti di consumo.
La Walney Extension del Regno Unito, situata nel Mare d'Irlanda, utilizza diverse turbine Vestas cV164. È il più grande parco eolico offshore operativo al mondo. Converte l'energia eolica in elettricità che fornisce 600.000 abitazioni. (Immagine: mhivestasoffshore.com)
Turbine di tutte le dimensioni
Le turbine domestiche sono alte solo pochi metri. Quelle industriali, cioè le turbine utilizzate dalle compagnie elettriche, possono essere enormi.
Vestas cV164
La società danese Vestas Wind Systems A/S ha una turbina, la Vestas cV164, alta 220 metri. È alto come 2,35 Big Ben o Statue della Libertà!
I rotori di questa turbina offshore hanno un diametro di 538 piedi (164 metri). Ogni lama pesa 33-35 tonnellate.
Dal 2017, questa turbina gigante ha una capacità di 9,5 MW.
Energia eolica energia rinnovabile
L'energia eolica è energia rinnovabile. L'energia rinnovabile è energia la cui fonte non si esaurisce mai; non potremo mai consumare tutto. Non potremo mai esaurire tutto, cioè in una scala temporale umana.
Il vento, la luce del sole, il mare ei fiumi, per esempio, ci sono sempre. Ecco perché classifichiamo l'energia solare, idroelettrica ed eolica come energie rinnovabili.
L'energia idroelettrica utilizza l'energia proveniente dall'acqua in movimento o in caduta, che è sempre disponibile. L'energia delle maree è un tipo di energia idroelettrica.
Anche la geotermia è energia rinnovabile. La sua fonte è il calore interno della Terra, che è sempre disponibile.
Gli esseri umani bruciano legna per cucinare il cibo e riscaldare le loro case da migliaia di anni. Chiamiamo questo tipo di biomassa energetica. La biomassa è anche energia rinnovabile.
Gli investimenti in energia solare ed eolica sono aumentati in modo significativo negli ultimi trent'anni.
Se costruissimo giganteschi parchi solari ed eolici nel Sahara, avremmo più elettricità di quella di cui il mondo ha bisogno.