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L'ENERGIA EOLICA

Che cos'è?

L’energia eolica è l’energia posseduta dal vento.
Fin dall’antichità l’uomo ne ha impiegato la sua forza per navigare e per muovere le pale dei mulini a vento, utilizzati per macinare i cereali, per spremere olive o per pompare l’acqua. E’ solo però da pochi decenni che l’energia eolica viene impiegata per produrre elettricità.
La parola “eolica” deriva da Eolo, dio greco del vento, il cui nome “aiolos” significa “veloce”.
L’energia elettrica si ottiene sfruttando l’energia cinetica (dipendente quindi dalla velocità) del vento che mette in rotazione le pale di un’elica; queste a loro volta sono collegate ad un generatore che trasforma l’energia meccanica (rotazione delle pale) in energia elettrica.

Il vento

Tornado

Il vento è un movimento d’aria che avviene all'interno di masse di grande estensione anch'esse in moto ma su scala planetaria; gli spostamenti sono determinati dalla reciproca posizione dei centri d'azione rappresentati dalle masse d'aria le cui condizioni di temperatura e pressione determinano direzione e intensità dei venti (cicloni e anticicloni). Le grandi masse d'aria fredda, più pesanti e a pressione più elevata, seguendo le più generali condizioni della circolazione atmosferica, tendono a occupare le zone dove staziona aria più calda e leggera: ciò provoca un flusso d'aria più o meno intenso e improvviso, il vento, sul cui movimento agisce inoltre la rotazione terrestre deviando il vento verso destra nell'emisfero boreale e verso sinistra nell'emisfero australe.
I venti possono essere classificati in svariati modi; in funzione della loro regolarità si distinguono venti costanti o permanenti se spirano con direzione e provenienza pressoché invariabili (p. es. gli alisei); venti periodici, se spirano con direzione alterna in determinati periodi di tempo (p. es. i monsoni, a lungo periodo; le brezze di mare e di terra, a breve periodo); venti irregolari, se sono caratterizzati da variabilità di direzione e provenienza (ad esempio generati da perturbazioni atmosferiche).
In funzione della distribuzione geografica si distinguono venti planetari e venti regionali o locali. I primi partecipano alla circolazione generale dell'atmosfera e sono in rapporto con la distribuzione delle vaste aree di alta e bassa pressione alle diverse latitudini, ad esempio nella fascia compresa tra 25º di lat. N e S spirano venti costanti e regolari (gli alisei) diretti verso l'area depressionaria equatoriale; oppure dalle alte pressioni sulle calotte polari verso le depressioni circumpolari spirano venti da NE nell'emisfero boreale e da SE in quello australe (venti polari). I venti regionali sono invece legati a situazioni bariche che si instaurano nel corso dell'anno con una certa regolarità su alcune regioni, spesso determinate da particolari configurazioni topografiche; tra i più caratteristici sono il föhn, il mistral, la bora, la tramontana, il libeccio, lo scirocco, il ghibli, ecc.

Come si misura il vento

Il vento può essere considerato come una grandezza vettoriale e viene pertanto definito dalla sua velocità e dalla sua direzione. La direzione è individuata mediante appositi anemoscopi (banderuole, maniche a vento) ed è indicata con il punto della rosa dei venti da cui il vento proviene, o in gradi contati in senso orario a partire dal nord. La velocità, espressa in metri al secondo, in chilometri all'ora o in nodi, viene misurata presso il suolo con gli anemometri. In assenza di strumenti, la velocità può essere individuata con l'osservazione degli effetti che la pressione del vento provoca su oggetti comuni (fumo, foglie, alberi, ecc.), riferiti a scale empiriche convenzionali, tra cui la più usata è la scala di Beaufort.
La velocità non è costante in senso verticale ma varia con la quota con una certa regolarità: in contatto con il suolo si ha quasi calma; negli strati immediatamente superiori il vento segue le asperità del terreno con conseguenti variazioni di velocità in più o in meno; quindi la velocità aumenta rapidamente fino a 500-600 m.
Sull'andamento del vento, in direzione e velocità, esercitano una notevole influenza i rilievi montuosi con effetti che si estendono a grande altezza dalle vette (fino a.0,3 volte l'altezza per le montagne isolate, fino a 3 volte l'altezza per le catene montuose) e iniziano a parecchi chilometri di distanza da rilievi. Il vento, infatti, urtando contro i fianchi dei monti è costretto a seguirne l'andamento formando sopravvento una corrente inclinata avente una componente verticale in senso ascendente, e sottovento un'analoga corrente con componente verticale in senso discendente; in entrambi i casi si avrà la creazione di moti vorticosi. Sulle sommità montuose, inoltre, il vento spira con velocità maggiore che in pianura, perché tra le creste e gli strati d'aria sovrapposti si determina una strozzatura che costringe la massa d'aria proveniente dal piano ad aumentare la sua velocità.
Quindi il vento solo raramente è costituito da una corrente costante in velocità e direzione; di solito la sua velocità passa in brevi intervalli di tempo per massimi e minimi relativi, e così pure la direzione subisce continue variazioni.
Si possono quindi distinguere tre tipi di vento in base alla struttura: vento laminare, regolare per velocità e direzione, vento turbolento, caratterizzato da forti e continue variazioni di velocità; vento a colpi o intermittente, caratterizzato da correnti deboli intercalate con improvvisi colpi di vento violentissimi.

anemometro

Sir Francis Beaufort (1774 - 1857)

Sir Francis Beaufort, contrammiraglio e idrografo della Royal Navy inglese, escogitò nel 1805 una scala graduata del vento che ancora oggi viene ampiamente utilizzata. La scala (o grado) di intensità del vento presenta 13 divisioni a cominciare da 0, cioè da un numero che non è in grado di muovere una nave. Beaufort utilizzo come mezzo di campionatura della forza del vento una nave da guerra dell'epoca, la fregata inglese a vela.