Energia Eolica,come funziona

Energia Eolica ,come funziona

Il riscaldamento differenziale alimenta un sistema di convezione atmosferica globale che si estende dalla superficie terrestre alla stratosfera che funge da soffitto virtuale. Nelle località urbane, dove è difficile ottenere grandi quantità di energia eolica, è comunque possibile utilizzare sistemi più piccoli per far funzionare apparecchiature a bassa potenza. Le unità sono leggere, ad esempio 16 chilogrammi (35 libbre), consentendo una risposta rapida alle raffiche di vento tipiche degli ambienti urbani e un facile montaggio come un'antenna televisiva.

Il vento è semplice aria in movimento. L'origine del vento è complessa. La Terra è riscaldata in modo non uniforme dal sole, con il risultato che i poli ricevono meno energia dal sole rispetto all'equatore. Anche la terraferma si riscalda (e si raffredda) più rapidamente di quanto facciano i mari. Il riscaldamento differenziale alimenta un sistema di convezione atmosferica globale che va dalla superficie terrestre alla stratosfera che funge da soffitto virtuale. Il vento può essere utilizzato per lavorare. L'energia cinetica del vento può essere modificata in altre forme di energia, sia energia meccanica che energia elettrica. L'energia eolica è ampia, rinnovabile, ampiamente distribuita, pulita e mitiga l'effetto serra se utilizzata per sostituire l'elettricità derivata da combustibili fossili Storia del vento come fonte di energia Sin dai tempi antichi, le persone hanno sfruttato l'energia del vento. Oltre 5.000 anni fa, gli antichi egizi usavano il vento per far navigare le navi sul fiume Nilo. In seguito, le persone costruirono mulini a vento per macinare grano e altri cereali. I primi mulini a vento conosciuti erano in Persia (Iran). Questi primi mulini a vento sembravano grandi ruote a pale. Secoli dopo, gli olandesi migliorarono il design di base del mulino a vento. Gli hanno dato pale del tipo a elica, ancora fatte con le vele. L'Olanda è famosa per i suoi mulini a vento: i coloni americani li usavano per macinare grano e mais, per pompare acqua e per tagliare la legna nelle segherie. Ancora negli anni '20, gli americani usavano piccoli mulini a vento per generare elettricità nelle zone rurali senza servizio elettrico. Quando le linee elettriche iniziarono a trasportare l'elettricità nelle aree rurali negli anni '30, i mulini a vento locali furono usati sempre meno, sebbene possano ancora essere visti in alcuni ranch occidentali.

 La carenza di petrolio degli anni '70 ha cambiato il quadro energetico del paese e del mondo. Ha creato un interesse per le fonti energetiche alternative, aprendo la strada al rientro del mulino a vento per generare elettricità. All'inizio degli anni '80 l'energia eolica decollò davvero in California, in parte a causa delle politiche statali che incoraggiavano le fonti energetiche rinnovabili. Da allora il sostegno allo sviluppo eolico si è diffuso ad altri stati, ma la California produce ancora più del doppio dell'energia eolica rispetto a qualsiasi altro stato. Come si trasforma il vento in energia? Il vento che soffia fa girare le pale di una turbina eolica? proprio come una grande girandola giocattolo. Questo dispositivo è chiamato turbina eolica e non mulino a vento. Un mulino a vento macina o macina il grano o viene utilizzato per pompare acqua. Le pale della turbina sono fissate a un mozzo montato su un albero rotante. L'albero passa attraverso una scatola di trasmissione ad ingranaggi dove viene aumentata la velocità di rotazione. La trasmissione è collegata ad un albero ad alta velocità che fa girare un generatore che produce elettricità.Se il vento diventa troppo alto, la turbina ha un freno che impedirà alle pale di girare troppo velocemente e di danneggiarsi. C'è ancora il problema di cosa fare quando il vento non soffia. A quei tempi, altri tipi di centrali elettriche devono essere utilizzati per produrre elettricità. Affinché una turbina eolica funzioni in modo efficiente, la velocità del vento di solito deve essere superiore a 12-14 miglia all'ora. Il vento deve essere questa velocità per far girare le turbine abbastanza velocemente da generare elettricità. Le turbine di solito producono da 50 a 300 kilowatt di elettricità ciascuna. Un chilowatt è 1.000 watt (chilo significa 1.000). Puoi accendere dieci lampadine da 100 watt con 1.000 watt. Quindi, un 300 kilowatt (300, 000 watt) potrebbe accendere 3.000 lampadine che consumano 100 watt! Energia eolica Si stima che dall'1% al 3% dell'energia del Sole che colpisce la terra venga convertita in energia eolica. Si tratta di circa 50-100 volte più energia di quella che viene convertita in biomassa da tutte le piante sulla Terra attraverso la fotosintesi. La maggior parte di questa energia eolica può essere trovata ad altitudini elevate dove si verificano velocità del vento continue di oltre 160 km / h (100 mph). Alla fine, l'energia eolica viene convertita attraverso l'attrito in calore diffuso in tutta la superficie e nell'atmosfera della Terra. Centrali eoliche Le centrali eoliche, o parchi eolici come vengono talvolta chiamati, sono gruppi di macchine eoliche utilizzate per produrre elettricità. Un parco eolico di solito ha dozzine di macchine eoliche sparse su una vasta area. Il Big Spring Wind Power Project in Texas ha 46 turbine eoliche che generano elettricità sufficiente per alimentare 7.300 case. A differenza delle centrali elettriche, molte centrali eoliche non sono di proprietà di società di servizi pubblici. Invece sono di proprietà e gestiti da uomini d'affari che vendono l'elettricità prodotta nel parco eolico alle aziende elettriche. Queste società private sono conosciute come Produttori indipendenti di energia. Gestire un impianto eolico non è semplice come costruire un mulino a vento in un luogo ventoso. I proprietari di impianti eolici devono pianificare attentamente dove posizionare le loro macchine. Una cosa importante da considerare è quanto velocemente e quanto soffia il vento. Di norma, la velocità del vento aumenta con l'altitudine e su aree aperte senza frangivento. I buoni siti per gli impianti eolici sono le cime di colline lisce e arrotondate, pianure aperte o coste e divari montuosi che producono incanalamenti del vento. La velocità del vento varia in tutto il paese. Inoltre varia di stagione in stagione. A Tehachapi, in California, il vento soffia più da aprile a ottobre che in inverno. Ciò è dovuto all'estremo riscaldamento del deserto del Mojave durante i mesi estivi. L'aria calda nel deserto si alza e l'aria più fresca e più densa sopra l'Oceano Pacifico si precipita attraverso il passo di montagna Tehachapi per prendere il suo posto. In uno stato come il Montana, invece, il vento soffia di più durante l'inverno. Fortunatamente, queste variazioni stagionali sono una buona corrispondenza per la domanda di elettricità delle regioni. In California, le persone usano più elettricità durante l'estate per i condizionatori d'aria. In Montana, le persone usano più elettricità durante i mesi invernali per il riscaldamento. Produzione su piccola scala Le turbine eoliche sono state utilizzate per la generazione di elettricità domestica in combinazione con lo stoccaggio di batterie per molti decenni in aree remote. I gruppi elettrogeni domestici di oltre 1 kW sono ora funzionanti in diversi paesi. Per compensare la variazione di potenza, le turbine eoliche collegate alla rete possono utilizzare una sorta di accumulo di energia di rete. I sistemi off-grid si adattano alla potenza intermittente o utilizzano sistemi fotovoltaici o diesel per integrare la turbina eolica. Le turbine eoliche vanno da piccoli generatori da quattrocento watt per uso residenziale a diversi megawatt per parchi eolici e offshore. I piccoli hanno generatori di azionamento diretto, uscita di corrente continua, pale aeroelastiche, cuscinetti a vita e utilizzano una banderuola per puntare verso il vento; mentre i più grandi hanno generalmente motopropulsori ad ingranaggi, uscita in corrente alternata lembi e sono puntati attivamente contro il vento. I generatori a trasmissione diretta e le pale aeroelastiche per turbine eoliche di grandi dimensioni sono in fase di ricerca e talvolta vengono utilizzati generatori di corrente continua. Nelle aree urbane, dove è difficile ottenere grandi quantità di energia eolica, è ancora possibile utilizzare sistemi più piccoli per far funzionare apparecchiature a bassa potenza. L'energia distribuita dalle turbine eoliche montate sul tetto può anche alleviare i problemi di distribuzione dell'energia, oltre a fornire resilienza alle interruzioni di corrente.

 Apparecchiature come parchimetri o gateway Internet wireless possono essere alimentate da una turbina eolica che carica una piccola batteria, sostituendo la necessità di una connessione alla rete elettrica e / o mantenendo il servizio nonostante possibili guasti alla rete elettrica. Indiana. Sono disponibili turbine di piccola scala con un diametro di circa 7 piedi (2 m) e che producono 900 watt. Le unità sono leggere, ad es. 16 chilogrammi (35 libbre), consentendo una risposta rapida alle raffiche di vento tipiche degli ambienti urbani e un facile montaggio come un'antenna televisiva. Si sostiene che siano impercettibili anche a pochi metri sotto la turbina. La frenatura dinamica regola la velocità scaricando l'energia in eccesso, in modo che la turbina continui a produrre elettricità anche con vento forte. La resistenza di frenatura dinamica può essere installata all'interno dell'edificio per fornire calore (durante i venti forti, quando più calore viene perso dall'edificio, mentre più calore viene prodotto anche dalla resistenza di frenatura). La posizione prossimale rende pratica la distribuzione dell'energia a bassa tensione (12 volt, o simili). Un ulteriore vantaggio è che i proprietari diventano più consapevoli del consumo di elettricità, possibilmente riducendo il loro consumo fino al livello medio che la turbina può produrre. Secondo la World Wind Energy Association, è difficile valutare il numero totale o la capacità di turbine eoliche di piccola scala, ma solo in Cina se ne contano circa 300.000 turbine eoliche di scala che generano elettricità.Preoccupazioni ambientali L'energia eolica offre un'alternativa praticabile ed economica alle centrali elettriche convenzionali in molte aree del paese. Il vento è un carburante pulito; i parchi eolici non producono inquinamento dell'aria o dell'acqua perché non viene bruciato carburante. Gli svantaggi ambientali più gravi delle macchine eoliche possono essere il loro effetto negativo sulle popolazioni di uccelli selvatici e l'impatto visivo sul paesaggio. Per alcuni, le lame scintillanti dei mulini a vento all'orizzonte sono un pugno nell'occhio; per altri, sono una bellissima alternativa alle centrali elettriche convenzionali.