Identificare i siti più efficienti per la generazione di energia eolica
L’eolico, una fonte energetica gratuita, pulita e abbondante che può essere utilizzata per generare elettricità, ha costituito oltre un terzo dell’elettricità totale generata a partire da fonti rinnovabili nell’UE nel 2021. I continui miglioramenti apportati alla produzione e alla progettazione delle turbine hanno contribuito a ridurre i costi in modo costante, rendendo l’energia eolica un’opzione sempre più interessante nel campo delle rinnovabili. Tuttavia, alcune sfide persistenti hanno limitato l’efficienza con cui si diffonde questa energia, tra cui la mancanza di informazioni accurate e dettagliate sulle condizioni in cui si trovano i potenziali siti dove costruire parchi eolici, necessarie per massimizzare la generazione di potenza e ridurre al minimo l’impatto acustico esercitato. «Il divario di conoscenze in questo ambito è particolarmente critico quando si considera la potenziale diffusione delle turbine eoliche urbane», spiega il coordinatore del progetto zEPHYR Christophe Schram, docente presso l’organizzazione belga von Karman Institute for Fluid Dynamics. «Queste turbine puntano a sfruttare le specifiche caratteristiche del vento sulla copertura urbana (ovvero sopra i tetti delle strade e tra gli edifici). Un altro importante aspetto che ostacola il pieno sfruttamento dell’energia eolica, ancora una volta in particolare negli ambienti urbani, è l’accettazione da parte della società delle installazioni di turbine eoliche.»
Sviluppare modelli atmosferici avanzati
Il progetto zEPHYR, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha cercato di identificare e sviluppare metodi e strumenti volti ad aiutare i responsabili politici e le parti interessate a decidere dove installare le turbine eoliche, per garantire la massima produzione di energia. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto ha riunito un gruppo di ricercatori nella fase iniziale della propria carriera al fine di studiare e sviluppare modelli atmosferici avanzati su diverse scale. «Abbiamo innanzitutto identificato la necessità di sviluppare strumenti per generare dati sull’energia eolica accurati e determinati a livello temporale e di scala per terreni e condizioni atmosferiche specifiche», aggiunge Schram. «La seconda esigenza era quella di aggiornare gli strumenti e i metodi più avanzati per la previsione della generazione di energia eolica, della risposta strutturale e dell’affaticamento delle turbine e, infine, del rumore indotto dal flusso. Per quanto riguarda la società, è stato necessario affrontare anche i vari effetti esercitati dalle turbine eoliche in termini di benefici per i residenti, nonché gli impatti visivi o acustici prodotti.»
Un archivio online per la ricerca sull’energia eolica
Il team del progetto ha dedicato molto tempo allo svolgimento di attività di ricerca teorica e numerica al fine di convalidare e mettere a punto questi strumenti di simulazione. Il lavoro sperimentale svolto è stato quindi integrato da test effettuati in gallerie del vento e dall’analisi di turbine eoliche urbane in scala reale ad asse verticale, per garantire la precisione dei modelli teorici. «Sono stati inoltre condotti studi sul campo per raccogliere e classificare gli aspetti sociali legati all’installazione di turbine eoliche urbane», spiega Schram. Il team del progetto è stato in grado di effettuare una convalida incrociata degli strumenti di simulazione per le prestazioni aerodinamiche, la dinamica strutturale e l’impronta acustica. «Ci auguriamo che, in tal modo, potremo sostenere i futuri sviluppi della comunità scientifica nel campo dell’energia eolica», osserva Schram.
Turbine più potenti e meno rumorose
I prossimi passi includono lo sfruttamento dei dati raccolti nel progetto zEPHYR al fine di migliorare le future installazioni di turbine eoliche, soprattutto in ambiente urbano. Ciò potrebbe spianare la strada a turbine eoliche più performanti e silenziose sia in aree rurali che urbane, sostenendo così la necessità dell’Europa di decarbonizzare il panorama energetico. «Alcuni degli strumenti di simulazione atmosferica potrebbero essere applicati anche in altri campi, ad esempio per la valutazione della sicurezza, del rumore e infine dell’accettazione da parte della società di nuovi servizi, come i droni per le consegne o la mobilità aerea urbana», aggiunge Schram, che conclude: «Verso questa direzione è già stato presentato un progetto di follow-up, sostenuto dal programma Marie Sklodowska Curie.»
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