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La Germania punta sempre più alle rinnovabili: è partita la costruzione del primo impianto Wind-Hydro - rivoluzionario ed economicamente viabile - che produrrà energia anche quando in assenza di vento



Ormai da anni sappiamo come ricavare l’energia dal vento e dall’acqua, ma è in Germania che per la prima volta uno dei due dà una spinta all’altro. A Gaildorf, comune del Baden-Württemberg, General Electric e Voith, stanno realizzando un nuovo tipo di turbine eoliche (3.4-137), che non solo saranno le più alte al mondo (246,5 metri), ma funzioneranno anche da serbatoio per l’acqua. Gli impianti ibridi Wind-Hydro non sono una novità nel panorama delle energie rinnovabili (ad esempio ElHierro nelle isole Canarie), ma quello di Gaildorf si distingue dai suoi predecessori per essere il primo a integrare fisicamente le due tecnologie.

Come funziona

Il sistema da quattro turbine accumula l’energia prodotta dalle pale in energia potenziale naturale, sotto forma di acqua portata in quota che viene prelevata da un bacino inferiore e pompata fino a 40 metri dentro la base delle turbine stesse, che fungono da serbatoio ed il cui fusto contiene 7.300 metri cubi cui si aggiungono altri 41.000 metri cubi contenuti in un altro serbatoio esterno.


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Quando il vento cessa, l’acqua fluisce a valle verso una centrale idroelettrica. Un bacino artificiale raccoglie poi l’acqua, che verrà poi ripompata nei serbatoi delle pale eoliche, per iniziare nuovamente il ciclo produttivo. Solitamente, le centrali eoliche non immagazzinano, in quanto troppo costoso, l’energia in eccesso che viene quindi immessa nella rete (causando un abbassamento dei prezzi anche al di sotto dello zero); in alternativa le turbine vengono fermate. Il punto di forza di questo progetto è la creazione di un sistema conveniente per accumulare l’eccedenza in un serbatoio naturale ed integrare risorsa e relativo immagazzinamento in un unico sistema.

A potenza massima l’impianto eolico dovrebbe produrre 13,6 MW (ipotizzando un vento con velocità di picco di 11,6 m/s), più altri 16 MW dall’impianto idroelettrico. Verrà costruito dalla ditta MaxBoegl Wind AG e dalla GE Renewable Energy.

L’impianto eolico dovrebbe connettersi alla rete elettrica nel 2017, e l’impiantoidroelettrico dovrebbe cominciare la sua attività nel 2018.


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Questo prototipo è pensato soprattutto per la realizzazione su isole o località geograficamente isolate, o difficilmente raggiungibili da una rete elettrica nazionale, e che quindi potrebbero provvedere in autonomia al proprio fabbisogno energetico. Forte peculiarità di questo sistema è la flessibilità: in mancanza di vento entra in campo l’impianto idroelettrico, e in assenza di acqua nei serbatoi quello eolico.

L’impianto pilota di Gaildorf è pensato per alimentare la cittadina omonima ed eventualmente collegarsi alla rete della regione, per portare elettricità fino a Stoccarda.

Il predecessore spagnolo

Sull’isola di ElHierro, la più piccola delle Canarie, i due sistemi, idroelettrico e l’eolico, sono stati realizzati distintamente ma accoppiati nel funzionamento, che viene regolato in base alle esigenze e alla disponibilità di elettricità: l’impianto idroelettrico è costituito da due laghi artificiali realizzati su due crateri naturali, ad altezze differenti.

In condizioni normali di vento, l’impianto eolico da 11,5 MW fornisce l’energia elettrica alla popolazione locale mentre quella in eccesso viene utilizzata per pompare l’acqua dal bacino idroelettrico inferiore a quello superiore. Nelle giornate meno ventose, il sistema idroelettrico entra viceversa in azione riversando acqua dal bacino superiore a quello inferiore, e producendo così energia elettrica. L’isola risparmia così 2 milioni di euro l’anno nell’acquisto del gasolio e, ovviamente, non inquina.

L’impianto di ElHierro è costato 87 milioni di euro mentre il costo dell’impianto ibrido di Gaildorf è stimato intorno ai 72 milioni di euro, con un contributo di 7,5 milioni da parte del Ministero dell’Energia tedesco.

Naturwärmespeicher: un’innovazione firmata Naturspeicher

In aggiunta al progetto principale, gli ingegneri stanno progettando anche un altro sistema - il Naturwärmespeicher - basato su ventilatori galleggianti super silenziosi che, appositamente costruiti, estrarranno il calore accumulato nell’acqua del serbatoio di valle per riscaldare le case della città vicina durante l’inverno, o per raffreddarla in estate.

L’acqua contiene un grande quantitativo di energia utilizzabile. Il sistema estrae calore dall’acqua fino a farla congelare. Durante il giorno, i pannelli fotovoltaici collocati sopra i ventilatori assorbono energia direttamente dal sole, che viene poi utilizzata per produrre acqua calda, alimentare la pompa di calore, o semplicemente accumulata per essere utilizzata più tardi.


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L'acqua del Naturwärmespeicher immagazzina le temperature più alte o più basse nel corso di una giornata. Così la sorgente è riscaldata in inverno e raffreddata in estate.

In estate, il Naturwärmespeicher è mantenuto freddo dalle temperature notturne e può così fornire acqua fredda per il raffreddamento delle abitazioni anche nelle calde giornate estive.

Nel caso in cui il processo di raffreddamento naturale non dovesse essere sufficiente, la pompa di calore fornisce capacità di raffreddamento aggiuntiva per integrare il fresco naturale della notte.


Luca Pinsuti
[16 Gen 2017]
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