Come funzionano le pale eoliche

L’energia eolica è una delle principali fonti di energia rinnovabile, insieme all’energia solare sfruttata attraverso la tecnologia fotovoltaica e all’idroelettrico. Per catturare l’energia del vento si utilizzano apposite pale eoliche, oggetto di una forte innovazione per massimizzare la resa degli impianti eolici e minimizzare i costi e l’impatto ambientale.

In questa guida vedremo nel dettaglio il funzionamento delle pale eoliche, per comprendere il modo in cui le centrali eoliche sono in grado di trasformare la forza del vento in energia elettrica pulita. Ecco tutto quello bisogna sapere e quali sono i vantaggi dell’energia del vento.

A cosa servono le pale eoliche

Una pala eolica, anche chiamata aerogeneratore, non è un semplice elemento strutturale ma un vero e proprio gioiello di ingegneria. Questi componenti consentono di convertire l’energia cinetica delle masse d’aria in movimento in energia meccanica, con la quale viene azionata una turbina collegata a un alternatore.

L’alternatore trasforma l’energia meccanica in energia elettrica, un processo attraverso il quale è possibile ottenere elettricità in corrente continua da convertire successivamente in corrente alternata. Un aerogeneratore è dunque una versione moderna dei vecchi mulini a vento, un prodigio dell’ingegneria moderna e una green technology fondamentale per la transizione energetica.

Come sono fatte le pale eoliche

Le pale eoliche sono composte da tre elementi principali:

• torre;
• navicella;
• rotore.

Le pale o lame sono la parte esterna dell’impianto, le quali offrono resistenza al vento che le fa girare producendo energia cinetica. Le pale sono fissate a un rotore mediante un mozzo, in questo modo il loro movimento aziona il rotore che a sua volta mette in funzione un albero, quest’ultimo collegato a un generatore elettrico.

I meccanismi che consentono di trasformare l’energia del vento in elettricità sono contenuti all’interno di una struttura chiamata navicella, alla cui estremità è situato il rotore. Infine il sistema è costituito dalla torre, che permette di mantenere la navicella ad un’altezza specifica per sfruttare la massima velocità del vento.

Il rotore delle pale eoliche può avere un diametro compreso tra 20 e 170 metri, mentre la lunghezza delle pale eoliche può andare da 10 a 85 metri circa. Le pale sono realizzate con diversi materiali, caratterizzati da un’elevata resistenza per supportare l’enorme spinta prodotta dal vento e dal movimento stesso delle pale, tra cui fibra di carbonio, resina, polimeri plastici e legno di balsa.

Quanto sono alte le pale eoliche?

Una torre eolica può essere alta fino a 120 metri, partendo da un’altezza minima che in genere è di almeno 30 metri. Le pale sono dimensionate in base alla torre, con una misura standard di 80 metri per le centrali eoliche moderne di grossa taglia. Anche il peso è considerevole, tenendo conto che una pala eolica di 50 metri pesa circa 22 tonnellate.

Tipi di pale eoliche

Una tipologia di pale poco utilizzata sono le pale eoliche verticali, un sistema in cui il rotore è posizionato trasversalmente rispetto al vento, mentre gli altri elementi si trovano alla base della turbina. Questa configurazione semplifica le operazioni di manutenzione, inoltre riduce la rumorosità, tuttavia non assicura un rendimento ottimale e presenta problemi di resistenza al vento.

La maggioranza dei sistemi è composto da pale eoliche orizzontali, in genere con tre pale e un rotore parallelo rispetto al vento. In questo caso il rotore è sistemato in cima alla turbina all’interno della navicella, una struttura pesante e con un ingombro elevato, ma in grado di fornire un’alta efficienza con un rendimento nettamente superiore rispetto alle pale eoliche verticali.

I vantaggi delle pale eoliche

L’energia eolica che le pale sfruttano per produrre energia elettrica, attraverso l’azionamento del rotore, del generatore e dell’alternatore, è una fonte pulita e rinnovabile di energia essenziale per la riduzione dell’uso delle fonti fossili. Questa tecnologia green permette di produrre energia elettrica a costi bassi, una volta recuperate le spese dell’installazione dell’impianto.

L’elettricità generata tramite le pale eoliche è anche ottenuta da una fonte abbondante e gratuita, una soluzione che consente di diminuire la dipendenza energetica e le importazioni di materie prime fossili come il gas naturale da altri paesi. Le pale eoliche sono anche molto resistenti, inoltre possono essere utilizzate sia negli impianti onshore sia in quelli offshore.

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