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Dal Giappone le turbine eoliche resistenti ai tifoni

Challenergy con le sue turbine eoliche a cilindri fornisce energia ad aree colpite da tifoni. Nuovo design per una turbina resistente e meno rumorosa

Le turbine eoliche sono ormai note come mezzo di produzione di energia sostenibile. Ma in luoghi in cui l’elettricità è scarsa in normali condizioni, diventa ancor più difficile fornirla dopo un disastro naturale. Pensare di utilizzare delle pale eoliche sembra addirittura impossibile. Ma una risposta a questo problema potrebbe arrivare dagli ingegneri giapponesi.

Turbine eoliche

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La nuova sfida di Challenergy

Robuste turbine eoliche per un’area soggetta a disastri come il Giappone, e non solo. Questa la sfida che la start-up Challenergy, fondata a Tokyo dall’ingegner Atsushi Shimizu, intende vincere. Challenergy ha progettato delle turbine eoliche in grado di operare proprio in aree soggette a tifoni.


Cosa ha ispirato l’ingegner Shimizu

L’idea delle turbine eoliche è arrivata dopo il disastro di Fukushima. Come conseguenza il governo giapponese ha deciso di abbandonare l’energia nucleare. Shimizu ha quindi iniziato a fare ricerche sulle alternative rinnovabili. Oggi infatti 24 dei 33 reattori nucleari giapponesi sono spenti e il paese ha perso la posizione di leader nelle basse emissioni di gas serra. Il consumo energetico totale del Giappone è tra i maggiori al mondo e solo il 7,6% proviene da energie rinnovabili. La maggior parte deriva ancora da combustibili fossili. Shimizu si era reso conto che una grande opportunitàpoteva arrivare dall’energia eolica, ma il paese aveva pochissime turbine: solo l’1,5% della produzione totale di energia in Giappone deriva dall’eolico.

Gli ostacoli da affrontare

Tra i numerosi ostacoli che hanno rallentato l’adozione di turbine eoliche per la produzione di energia elettrica in Giappone ci sono proprio i tifoni. Kyushu e Okinawa, due delle cinque isole principali del paese, sono le più soggette a questi disastri naturali. In alcune aree la velocità del vento e le turbolenze sono troppo forti per implementare parchi eolici. Per questo Challenergy ha sviluppato un design radicalmente diverso per le sue turbine, in modo che possano resistere alle alte velocità del vento ma allo stesso tempo sfruttarne la potenza.

La turbina di Challenergy versus quelle tradizionali

Le turbine eoliche classiche funzionano lungo un asse orizzontale e hanno pale simili a eliche. La turbina di Challenergy è, invece, su un asse verticale e sfrutta 3 cilindri al posto delle pale. Questo design consente di utilizzare un fenomeno fisico chiamato effetto Magnus. La turbina utilizza motori che prima fanno girare i 3 cilindri; questi ruotando nel flusso d’aria fanno a loro volta muovere tutta la turbina. La rotazione è quasi 10 volte più lenta rispetto alle tradizionali turbine a pale. Inoltre l’energia richiesta per avviare i motori è circa il 10% della potenza che la turbina è in grado di generare. Un’ultima differenza rispetto alle pale eoliche tradizionali sta nelle dimensioni e nella potenza che generano: in Giappone le pale raggiungono i 40 metri, con un’altezza della torre di 80 metri, e una potenza di 3 megawatt.

I vantaggi della turbina a 3 cilindri

Il vantaggio principale di questa turbina è la possibilità di adattarsi a qualsiasi direzione del vento. Inoltre in base alla velocità di quest’ultimo si può controllare la generazione di energia, grazie alla possibilità di regolare sia le alette incorporate nei cilindri rotanti sia questi ultimi. Questo consente alla turbina di essere anche meno rumorosa, inoltre la velocità di rotazione più bassa potrebbe avere un effetto meno dannoso sugli uccelli di passaggio. Altro vantaggio, la robustezza: in Giappone una prima turbina ha già generato elettricità durante un tifone registrando una velocità del vento da 43 a 45 metri al secondo e secondo Shimizu può resistere fino a 70 metri al secondo. La maggior parte delle turbine tradizionali ha un limite operativo di 20-30 metri al secondo. Questo significa che solo il picco dei tifoni più grandi potrebbe essere una minaccia per la turbina di Challenergy.

Vantaggioso o svantaggioso?

Per comprendere se le turbine eoliche di Challenergy sono o meno vantaggiose bisogna considerare che una di esse genera 10 kilowatt di energia, anche se la società conta di arrivare a 100 kilowatt con un’altezza pari a 50 metri. Oltre alla potenza va considerato il prezzo. Una turbina di Challenergy costa 250mila dollari, dispendiosa in rapporto alle turbine eoliche tradizionali di pari potenza che hanno invece un costo di decine di migliaia di dollari. Infine va considerata la velocità media del vento. Per molti siti dove sono attive le turbine il vento forte si ha solo molto occasionalmente e la turbina di Shimizu sarebbe troppo costosa. Per luoghi in cui altre turbine invece non potrebbero essere operative a causa dell’alta velocità del vento o di turbolenze, questa turbina potrebbe invece avere applicazione.

Riscaldamento globale e cambiamento climatico

Le turbine eoliche di Challenergy potrebbero diventare fondamentali dal momento che il riscaldamento globale sta provocando effetti profondi sugli oceani e sugli eventi meteorologici estremi. Basti pensare che negli ultimi 37 anni i tifoni che colpiscono l’Asia orientale e sud-orientale si sono intensificati del 12-15% e quelli di categoria 4 o 5 sono in percentuale raddoppiati o triplicati. I tifoni non sono solo diventati più intensi, ma anche imprevedibili nel loro percorso e hanno colpito le regioni del Giappone meno preparate con quella orientale e settentrionale. Sono, inoltre, aumentati i cicloni extratropicali, detti anche cicloni esplosivi, ed è possibile che questi eventi estremi si verifichino con maggior frequenza.

Turbine eoliche come quelle ideate dall’ingegner Shimizu potrebbero rivelarsi quindi una vera e propria ancora di salvezza per regioni come il Giappone o le Filippine. La speranza è che il ritmo di sviluppo di questa tecnologia possa tenere il passo con la velocità con cui queste tempeste estreme stanno diventando più forti.

REDAZIONE
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