Le aziende energetiche di tutto il mondo stanno sviluppando apparecchiature per le energie rinnovabili più durevoli ed efficienti per accelerare la transizione verde globale. Negli ultimi decenni si sono registrati progressi significativi, con turbine eoliche più grandi e più resistenti e pannelli solari più efficienti e resilienti. Con il proseguire di questa ricerca, diverse innovazioni emergenti potrebbero aumentare in modo sostanziale la produzione di energia rinnovabile nei prossimi anni.

Si prevede che le nuove installazioni eoliche globali raggiungeranno 160 GW nel 2026, mentre i Paesi continuano a investire nell’energia pulita, secondo un’analisi di gennaio di Wood Mackenzie. Si tratta di un calo del 6% rispetto al 2025, quando furono aggiunti 170 GW, un record. La società di ricerca ha attribuito parte della diminuzione alla conclusione, da parte della Cina, di un ciclo di sviluppo quinquennale. Si prevede che gli Stati Uniti aggiungeranno 46 GW di nuova capacità eolica tra il 2025 e il 2029, anche se le politiche dell’amministrazione Trump che ostacolano lo sviluppo dell’eolico potrebbero avere un impatto negativo sul settore eolico statunitense.

Negli ultimi dieci anni, ingenti investimenti in ricerca e sviluppo hanno favorito notevoli progressi nella tecnologia delle turbine eoliche. I ricercatori hanno migliorato in modo sostanziale la progettazione delle pale, mentre le aziende hanno introdotto tecnologie offshore e galleggianti, integrazione con le smart grid e sistemi di accumulo a batteria per potenziare la produzione di energia pulita. Questi sforzi sono stati sostenuti in diversi Paesi dall’introduzione di politiche favorevoli, che supportano lo sviluppo dell’eolico sia onshore sia offshore.

La maggior parte delle moderne turbine eoliche è composta da un rotore con due o tre pale montate su un mozzo. Queste pale sono progettate aerodinamicamente per catturare l’energia cinetica del vento durante la rotazione. Quando soffia il vento, il rotore gira, trasformando l’energia eolica in energia meccanica, che viene poi trasmessa attraverso l’albero a un moltiplicatore di giri per aumentare la velocità di rotazione e azionare un generatore. Il generatore converte quindi l’energia meccanica in energia elettrica pulita, che viene inviata alla rete per la trasmissione.

La progettazione delle pale delle turbine eoliche è migliorata notevolmente negli ultimi anni. Le nuove turbine sono costruite con pale del rotore più grandi e leggere, in grado di catturare più energia eolica anche a velocità del vento inferiori, rendendo le turbine più efficienti e adatte a un’ampia gamma di località. Alcune delle turbine più grandi al mondo, come la GE Haliade-X, hanno un diametro del rotore di 220 metri; altre sfiorano i 30 metri. I ricercatori hanno inoltre incorporato nelle nuove pale tecnologie avanzate, come sensori e attuatori che ne regolano l’angolo in tempo reale per aumentare la produzione di energia. Anche le turbine stanno diventando più alte per sfruttare una maggiore potenza del vento, con alcune che superano i 150 metri. Inoltre, le turbine moderne superano ora i 15 MW per unità, il che significa che servono meno turbine per produrre grandi quantità di elettricità pulita.

Nel settore dell’eolico offshore si stanno osservando progressi significativi. La start-up spagnola Optimised Generators ha sviluppato un generatore per turbina eolica da 15 MW che è più economico, più leggero e più facile da riparare rispetto ai modelli attuali nell’ambito del progetto LIGHTWIND finanziato dall’UE. Si prevede che questo favorisca l’eolico offshore flottante.

Gran parte del potenziale eolico offshore mondiale si trova in acque profonde oltre 60 metri, troppo profonde per turbine a fondazione fissa. Paesi tra cui Giappone, Stati Uniti e diverse nazioni europee dispongono di ampie coste in acque profonde, dove la tecnologia flottante potrebbe sbloccare risorse non raggiungibili con installazioni a fondazione fissa. Le aziende stanno sempre più installando turbine offshore flottanti in queste acque, ma sfide come installazioni complesse, elevati costi di riparazione e gondole sbilanciate verso l’alto ne hanno limitato una diffusione più ampia. Il design OptiGen potrebbe aiutare le aziende energetiche a superare alcuni di questi ostacoli e incoraggiare un’ulteriore espansione dei parchi eolici flottanti, secondo il portale di ricerca CORDIS dell’UE.

In Cina, i ricercatori hanno completato con successo i test di una turbina aerotrasportata in grado di produrre elettricità mentre resta sospesa in quota. Il sistema S2000 Stratosphere Airborne Wind Energy System è stato testato a 2.000 metri nella provincia di Sichuan, nel sud-ovest della Cina, dove i ricercatori hanno dimostrato che il dispositivo poteva generare energia e trasmetterla alla rete tramite cavi aerei che collegano l’aria al suolo. La tecnologia funziona come una centrale elettrica aerea, composta da una piattaforma dirigibile equipaggiata con turbine eoliche.

Un altro progetto che sta guadagnando attenzione è la turbina senza pale. La start-up Vortex ha sviluppato una turbina senza pale alta 3 metri, con un cilindro dalla sommità curva fissato verticalmente con un’asta elastica. Il dispositivo è progettato per oscillare entro l’intervallo di vento e generare elettricità dalla vibrazione.

Vortex auspica che il suo design venga utilizzato in aree urbane e residenziali dove le turbine tradizionali non sono adatte. David Yáñez, l’inventore di Vortex Bladeless, ha spiegato: "We are not against traditional windfarms… Our technology has different characteristics which can help to fill the gaps where traditional windfarms might not be appropriate."

Negli ultimi anni i ricercatori hanno compiuto progressi nella progettazione e nello sviluppo delle turbine eoliche, contribuendo a migliorare l’efficienza e la capacità produttiva dei parchi eolici in tutto il mondo. Nei prossimi anni si prevede il lancio di diverse nuove tecnologie per la produzione eolica, tra cui innovative turbine eoliche flottanti, centrali elettriche aeree e turbine senza pale.

Di Felicity Bradstock per Oilprice.com

Altre letture principali da Oilprice.com

La produzione petrolifera russa sale oltre 9 milioni di bpd a luglio

Le esportazioni di petrolio del Venezuela calano nonostante le spedizioni verso gli Stati Uniti tocchino il massimo da sette anni

La campagna di droni dell’Ucraina porta la raffinazione del petrolio russo al minimo da 24 anni