Energia eolica in cantiere

Energia eolica in cantiere

L'Italia si sta popolando di pale? Sembrerebbe di sì, visto che il numero dei parchi eolici sta crescendo su tutto il territorio nazionale. Ed è molto probabile, quindi, che la crescente domanda energetica determinerà un notevole cambiamento del nostro paesaggio. Secondo il rapporto annuale degli enti nazionali più accreditati (Anev, Aper, Enea, Gse) l'energia eolica, che oggi supera i 3.700 Megawatt di potenza installata, raggiungerà nel 2020 i 16.200 megawatt prodotti, un valore che potrebbe coprire il 6,7% dei consumi interni lordi di energia elettrica. Ma che cosa significano questi dati per il territorio? Quale potrebbe esser l'impatto ambientale delle grandi pale, che nelle immagini fotografiche delle brochure che le pubblicizzano popolano leggere cieli azzurri e verdi praterie, e nella realtà possono raggiungere dimensioni gigantesche? Intorno al dibattito tra energia pulita e rischi d'impatto ambientale per quanto concerne la realizzazione delle pale, sono sorte ultimamente in Italia alcune polemiche; non pochi sono poi i ritardi legati alla realizzazione degli impianti, dovuti alla proroga del completamento e dell'approvazione di un quadro normativo che definisce proprio le linee guida nazionali per il corretto inserimento degli impianti eolici nel paesaggio. Gli operatori del settore così come le associazioni che si occupano di ambiente sono in attesa di una mappatura del territorio che vincoli alcune aree e ne liberi altre. In questo contesto, è utile analizzare in che cosa consista il progetto e la realizzazione di un parco eolico e quali altre forme di integrazione fra eolico, territorio e architettura si stanno sviluppando a grande velocità negli ultimi anni.

Eolico: grande e piccolo 

Gli aerogeneratori si dividono in due grandi famiglie, sulla base dell'ordine di grandezza: il mini eolico e il macroeolico. Sono considerati micro e medio eolico tutti gli impianti che producono tra i 0.5 ai 200 kW e le cui dimensioni possono variare da un minimo di 80 cm di larghezza a un diametro di tre metri delle pale. Questa tipologia include anche molti esempi di rotori verticali (quelli cioè in cui il vento catturato viaggia perpendicolare all'asse di rotazione del rotore), campo in cui sono stati sviluppati diversi esempi interessanti sia per le qualità estetiche, sia per l'efficienza e la silenziosità in rapporto alla prestazione energetica.
Il secondo gruppo, quello del macro eolico che comprende, invece, torri alte dai 50 metri in su - che montano pale di almeno 20 metri di lunghezza l'una - sino ai pali giganti utilizzati molto nell'off shore, cioè in mare al largo delle coste, e che raggiungono dimensioni di 200 mt di altezza. Questo secondo gruppo offre potenze che partono dai 200 kw sino ad arrivare ai 3 Megawatt di una singola turbina (in grado in sole due o tre ore di produrre una quantità di energia elettrica pari al fabbisogno annuo di una famiglia media europea)

Vestas: parco eolico(1) l'Energy Ball della BluMiniPower in un contesto
urbano (2) Rotor Qr5 sul tetto di un edificio (3) Maestrale Forza
20, BluMiniPower (4)

Il progetto di un parco eolico

Per progettare un impianto eolico di medie-grosse dimensioni per prima cosa serve il vento. E' necessario quindi eseguire una campagna anemologica per individuare le zone con vento più costante del sito. Per produrre corrente l'impianto eolico, infatti, deve essere alimentato in genere da un vento "teso", cioè con una velocità media "nominale" di circa 10-12 metri al secondo della scala Beufort. Attraverso la mappatura delle correnti di vento e grazie al calcolo fluidodinamico si possono poi individuare le tipologie di impianto più adatte ad ogni zona (ad esempio ottimizzare il profilo alare delle pale per migliorare la produzione di kWh e minimizzare l'impatto acustico).
In secondo luogo, tra i parametri principali di progettazione, vi sono lo spazio a disposizione, la localizzazione territoriale e, naturalmente, il fabbisogno energetico necessario. La vicinanza della rete elettrica è un elemento che influisce in modo sostanziale sui costi di realizzazione, cosa che non sempre coincide con il rispetto dell'impatto ambientale. Lo sviluppo dei progetti dei parchi è inoltre strettamente connesso alle condizioni del contratto d'acquisto dell'energia prodotta. La possibilità di vendere all'ente nazionale elettrico l'energia elettrica prodotta ha dato un'ulteriore spinta al settore.

Vestas: strumenti di progetto per controllare e mappare l'incidenza dei
venti (1,2)

Il territorio e la valutazione dell' impatto ambientale

Il potenziale impatto ambientale di un parco eolico può dipendere dalla combinazione di una molteplicità di fattori quali: la localizzazione, l'altezza delle torri, il loro numero, il movimento e le eventuali emissioni acustiche, le interferenze elettromagnetiche, la presenza di rotte migratorie degli uccelli (o quella di riserve stanziali), i colori e i materiali adottati e, infine, le infrastrutture di servizio come le strade d'accesso.
Lo sviluppo tecnologico e la diversificazione delle tipologie degli aerogeneratori degli ultimi anni hanno sicuramente facilitato la risoluzione di molti problemi. Per fare un solo esempio, l'utilizzo di generatori a basse velocità di rotazione e l'impiego di pali a forma tubolare anziché a traliccio hanno abbassato i rischi di collisione con i volatili.
Dal punto di vista dell'impatto visivo, e quindi del posizionamento dei pali, l'esperienza sul campo ha rilevato l'opportunità di ricercare soluzioni in linea, invece di gruppi, evitando l'effetto selva. Assecondare le linee del paesaggio esistente, ad esempio seguendo le linee dei crinali dei rilievi, sembra infatti essere la scelta meno invasiva. Va detto comunque che, nonostante il gigantismo dei pali, spesso questi moderni mulini a vento sono percepiti dagli abitanti della zona e dai visitatori come macchine dal significato simbolico positivo.

viste zenitali delle infrastrutture realizzate per l'accesso alle turbine
(1,2,3) esempio di impianto con un alta concentrazione di pali (4)

Il cantiere di un parco eolico

Per costruire un parco eolico di medio/grandi dimensioni è necessario utilizzare, se non spesso creare ex novo, un sistema di strade in grado di accogliere i mezzi pesanti per il trasporto dei grossi pezzi prefabbricati e garantirne, nel tempo, la manutenzione. Alcuni modelli di turbina misurano sino a 90 metri di rotore-pala - come ad esempio quelli da 2 MW e da 3 MW prodotti dalla Vestas, uno dei maggiori produttori di turbine che, in Italia, copre più del 50% del mercato. Uniche opere civili, oltre alle strade, sono la  costruzione della fondazione in cemento armato per i pali d'acciaio e la realizzazione degli scavi in trincea necessari alla posa di cavi di media tensione che trasporteranno l'energia elettrica prodotta dalle turbine eoliche. Le singole componenti (pale, navicelle e torri), come ad esempio alla Vestas, vengono prodotte in fabbriche separate. Una volta trasportate in sito le turbine vengono sollevate per mezzo di gru di grosse dimensioni e assemblate, un montaggio completamente a secco che si svolge nel giro di pochi giorni. Infine i tecnici specializzati procedono al completamento elettromeccanico, al montaggio e al cablaggio dei cavi all'interno della torre per poter avviare le turbine.

Vestas: costruzione delle navicelle, delle pale nella fabbrica (1,2,3)
trasporto elementi prefabbricati (4)

Vestas: trasporto elementi prefabbricati (1) sollevamento in loco dei
pezzi prefabbricati (2,3) i tecnici completano il cablaggio (4)

Eolico e architettura

L'integrazione fra architettura e impianti eolici avviene principalmente nel campo del micro e del mini-eolico. Sempre più spesso gli edifici sono dotati di forme di produzione di energia autonoma. Accanto ai pannelli fotovoltaici, infatti, sui tetti degli edifici iniziano a comparire anche piccole turbine in grado di sfruttare l'energia del vento. La dimensione contenuta di questi  impianti ha reso possibile lo sviluppo di tipologie diverse fra cui quelle a rotazione sull'asse verticale con pale dall'andamento elicoidale. Fra le differenti soluzioni tecniche troviamo forme dal design accativante. In alcuni casi la loro forma ha un vero e proprio carattere iconico, e richiama le banderuole segnavento che ornanavano i tetti sin dall'antichità.
L'installazione delle turbine equivale a quella di una comune antenna o quella di un palo per la luce sia da un punto di vista tecnico che burocratico-amministrativo. La capacità di produzione energetica parte dai 0,5 kw, e arriva sino ai 6-8 kw, come nel caso del Rotor Qr5, una turbina eolica ad asse verticale pensata appositamente per l'ambiente urbano da un'azienda inglese. Grazie al suo design di qualità, nonostante non sia ancora diffusa i Italia, ritroviamo la Rotor qr5 riprodotta all'interno dei rendering di alcuni progetti di architettura, italiani e non, caratterizzati dalla ecosostenibilità. Parallelamente alla dimensione domestica, c'è chi sta pensando e operando "in grande": basti per tutti citare l'esempio del progetto avvenieristico per il Bahrain World Trade Center, a Manama, dove tre pale eoliche giganti troneggiano al centro di due torri, quasi a formare delle cerniere e, da sole, riescono a coprire il 15% del fabbisogno energetico dell'edificio.

piccoli areogeneratori domestici (1) l'Energy Ball della BluMiniPower (2)
eolico e architettura, BluMiniPower (3) Il Rotor Qr5 (4)

Rotor Qr5 nel render per una nuova città in Cina(1) progetto di un ufficio
a Hong Kong (2) l'Energy Ball della BluMiniPower in un contesto urbano
(3) Bahrain World Trade Center (4)