Navigazione a vela, ventilazione dei cereali, essiccazione dei prodotti dell'agricoltura: l'energia eolica è stata largamente utilizzata anche nell'antichità.

Tracce di mulini a vento si hanno già nel XVII secolo a.C. in Mesopotamia, Cina e Egitto mentre, in Europa, i mulini si sviluppano soprattutto a partire dal Medioevo; nel XIX secolo si diffondono invece le aeropompe con giranti multipale di piccolo diametro.

Le prime applicazioni per ricavare energia elettrica dal vento risalgono agli inizi del '900, ma solo dagli anni 80 inizia la crescita inarrestabile che ha portato alle soglie del 2000 la tecnologia eolica alla piena maturità tecnica ed economica.

• La conversione dell'energia cinetica
• Gli aerogeneratori: soluzioni standard e varianti
• Le dimensioni delle macchine
• Tutte le applicazioni commerciali
• Ventosità e indicatori biologici: come si sceglie un sito
• I vantaggi per l'ambiente
• Costi sempre più competitivi
• Le prospettive di mercato

La conversione dell'energia cinetica

Componente essenziale di un sistema di conversione dell'energia eolica è il rotore, costituito da un certo numero di pale fissate su un mozzo.Le pale sono progettate per sottrarre al vento parte della sua energia e trasformarla in energia meccanica di rotazione, utilizzabile sia per azionare macchine operatrici (aeromotori), sia per la produzione elettrica. In quest'ultimo caso si parla di aerogeneratori.

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Gli aerogeneratori: soluzioni standard e varianti

Gli aerogeneratori ad asse orizzontale, sui quali si è concentrato il massimo sforzo di sviluppo e diffusione commerciale, rappresentano la quasi totalità della potenza eolica installata nel mondo.

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Le dimensioni delle macchine

Dal punto di vista delle dimensioni, le macchine si suddividono in:
- macchine di piccola taglia: potenza 5-100 kW; diametro rotore 3-20 metri; altezza mozzo
10-20 metri;
- macchine di media taglia: potenza 250-800 kW; diametro rotore 25-50 metri; altezza mozzo
25-50 metri;
- macchine di grande taglia: potenza 1000-2500 kW; diametro rotore 55-70 metri; altezza
mozzo 60-80 metri.

Le macchine possono differire anche per il tipo di torre, che può essere tubolare, a traliccio o a palo strallato.

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Tutte le applicazioni commerciali

L'energia eolica può essere convertita in energia elettrica attraverso: singole macchine con accumulo elettrico per insediamenti isolati non collegati alla rete ; gruppi di pochi aerogeneratori progettati per alimentare reti locali; centrali eoliche, o wind-farms, collegate alla rete elettrica.

In base alla tecnologia oggi disponibile, la realizzazione di centrali eoliche che utilizzino aerogeneratori di media taglia rappresenta senza dubbio l'applicazione più importante ed economicamente conveniente
Agli inizi degli anni '80 nel sito di Altamont Pass in California, uno dei più famosi e spettacolari nella storia dello sviluppo dell'energia eolica, sono state installate oltre 7300 macchine per una potenza complessiva superiore a 800 MW su un area di circa 140 km2Ventosità e indicatori biologici : come si sceglie un sito

La producibilità energetica di una macchina è proporzionale al cubo della velocità del vento: se quest'ultima raddoppia, l'energia elettrica ottenibile aumenta all'incirca di otto volte.

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Ventosità e indicatori biologici: come si sceglie un sito

La valutazione della ventosità si un sito richiede un'accurata indagine, che può anche durare anni. I siti vanno selezionati sulla base di indicatori biologici (grado di inclinazione permanente del fogliame, rami, tronchi degli alberi), geomorfologici (ostacoli naturali e antropici quali edifici, rugosità e orografia del terreno), socioculturali (toponomastica e memoria storica degli abitanti), nonché su un attento esame dei vincoli esistenti (ambientali, archeologici, demaniali).
La selezione definitiva viene fatta dopo un periodo di misura della velocità e direzione del vento.

Anche l'esistenza di strade adeguate e la vicinanza a linee elettriche devono essere tenute presente, poiché hanno implicazioni dirette con la redditività di un'iniziativa.

La scelta del sito deve essere seguita da un'efficace disposizione delle macchine, che vanno opportunamente distanziate sul terreno per evitare eventuali reciproche interferenze fluidodinamiche che ne riducono la producibilità.

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I vantaggi per l'ambiente

Le centrali eoliche non rilasciano alcun tipo di emissione inquinante e non necessitano di sistemi di refrigerazione.
Gli aspetti che ne condizionano in determinati casi l'introduzione sono rappresentati da: impatto visivo; emissione acustica; occupazione del territorio.

Questi aspetti possono essere affrontati e risolti con un'attenta localizzazione degli impianti, con l'utilizzo di macchine tecnologicamente evolute e con una corretta progettazione.

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Costi sempre più competitivi

Il costo dell'energia generata in siti con buona ventosità è già competitivo rispetto a quello dell'elettricità prodotta con impianti tradizionali che utilizzano combustibili fossili, anche senza tenere conto dei costi evitati, legati all'assenza di emissioni nocive.

Il tipo di aerogeneratore più utilizzato è quello a tre pale, con rotore sopravvento a mozzo rigido, collocato tra la direzione da cui spira il vento e la torre. Si tratta della configurazione nota come "concetto danese" e rappresenta ormai lo standard con cui si confrontano altre soluzioni impiantistiche: una/due pale, rotore sottovento, mozzo oscillante.

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Le prospettive di mercato

Con gli oltre 13500 MW di potenza installata nel mondo, l'energia eolica è senza dubbio la più matura e commercialmente competitiva delle nuove fonti rinnovabili e rappresenta il segmento di mercato con il più elevato tasso di crescita dell'intero settore energetico (circa il 40% per anno negli ultimi anni). In base a questo andamento, nei prossimi anni l'eolico potrà giocare un ruolo significativo, arrivando a soddisfare il 10% dei totali fabbisogni elettrici mondiali entro il 2020.

A livello nazionale, questo traguardo è già stato raggiunto in Danimarca, storicamente uno dei Paesi guida in tale settore.Il baricentro del mercato si è spostato negli ultimi anni dagli Usa in Europa, soprattutto in Germania, in Spagna e in Danimarca.

Le risorse disponibili ed utilizzabili nel mondo sono valutate in grado di fornire una producibilità circa quattro volte superiore ai totali consumi elettrici mondiali del 1998.Questo potenziale potrebbe essere ulteriormente accresciuto dallo sviluppo di installazioni off shore, collocate al largo delle coste.

In un'ottica di sfruttamento su larga scala dell'energia eolica, l'installazione di aerogeneratori in siti marini presenta infatti indubbi vantaggi, riconducibili ad una maggiore disponibilità di spazi e ad una migliore qualità del vento

Il primo impianto off shore (11 macchine per un totale di 5 MW) è stato realizzato nel mar Baltico al largo di Vindeby in Danimarca agli inizi degli anni '90. 

L'energia disponibile nel vento è essenzialmente l'energia cinetica posseduta dalla massa d'aria in movimento.

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