Eolico o solare, quale sistema è più efficiente?

Molti di noi, appassionati di energie alternative, si sono posti questa domanda: quale sistema per la produzione di energia rinnovabile è più conveniente tra eolico e fotovoltaico?

Per provare a dare una risposta a questo quesito una aziende, la Inland Power, ha condotto un esperimento sul campo mettendo a confronto una turbina eolica con rotore di poco più di 10 metri di diametro con un impianto fotovoltaico.

I due impianti erano stati opportunamente dimensionati affinché i costi per la completa realizzazione fossero identici, pari a 22mila US$ ciascuno. Anche la potenza di picco risultava paragonabile.

Dallo studio comparativo delle due soluzioni, iniziato nell'ottobre del 2009, è emerso che dopo 14 mesi di funzionamento l'impianto fotovoltaico aveva prodotto 5 volte più energia rispetto a quello eolico. La maggiore capacità di produrre energia del fotovoltaico si manifestava anche durante le brevi giornate invernali, e ciò sorprese persino i tecnici.

La minor efficienza dell'eolico era dovuta alla variabilità del vento ed in particolare al verificarsi di frequenti condizioni di ventosità insufficienti per mettere in moto le pale o eccessive. Al raggiungimento della cosiddetta velocità di taglio, infatti, i generatori si arrestano perché non più in grado di sopportare l'intensità delle sollecitazioni.

Il solare, nonostante la variabilità della produzione nel corso dell'anno (stagionale), tra giorno e notte ed al variare delle condizioni meteo (nuvolosità, etc) si dimostra più costante e prevedibile dell'eolico.

L'esperimento di Inland Power era nato dall'esigenza di aiutare i clienti nel confrontare soluzioni differenti. La società afferma che la maggior parte dei clienti sono inizialmente orientati verso l'eolico perché la gente ha la sensazione che il vento ci sia sempre. Ma il vento è più irregolare di quanto si creda. Il vento si placa, per esempio, durante i periodi caldi e nei periodi freddi e le turbine eoliche richiedono venti di circa 19 chilometri l'ora per cominciare a produrre energia elettrica in modo significativo. I pannelli solari, invece, generano una certa quantità di energia elettrica anche nelle giornate nuvolose. Durante i primi 13 giorni di gennaio, i pannelli solari avevano prodotte 35 kWh, contro i 10 kWh di energia eolica.

Senza dubbio esistono condizioni in cui l'eolico si dimostra conveniente ma nella maggior parte dei casi, parlando di piccoli impianti, il solare rappresenta una soluzione economicamente più vantaggiosa dell'eolico.

Pannelli solari ibridi: fotovoltaico e termico a concentrazione

I consumi energetici nell'edilizia sono sia di natura termica che elettrica. Benché i consumi elettrici siano in continua crescita in genere la componente termica, dovendo assicurare la climatizzazione invernale ed estiva, è prevalente.

Basandosi su queste constatazione l'azienda Chromasun ha sviluppato una tecnologia che combina solare fotovoltaico e termico a concentrazione.

I pannelli Chromasun Hybrid sono progettati per essere montati sui tetti degli edifici. Occupano il medesimo spazio dei pannelli convenzionali ma sono in grado di catturare fino al 75% dell'energia solare generando sia energia elettrica che termica.

Ciò li rende una soluzione ideale per l'integrazione con impianti di riscaldamento a pompa di calore e sistemi di refrigerazione (eventualmente ad assorbimento).





La radiazione solare che non viene sfruttata dalle celle fotovoltaiche viene riflessa mediante uno specchio di Fresnel concentrandola su di un collettore termico con un fattore 20x.


Questa doppia anima fotovoltaica-termica e  l'elevata efficienza li rende una soluzione ideale e completa per soddisfare tutte le esigenze energetiche di una famiglia. I possibili campi di impiego sono comunque numerosissimi: ospedali, uffici, industrie, etc.


 

Mini eolico portatile

L'azienda Arista Power ha recentemente introdotto una nuova micro turbina eolica portatile progettata per fornire corrente elettrica in luoghi remoti o sprovvisti di allacciamento alla linea elettrica. Niente di tascabile, per intendersi ma con un peso inferiore a 7 kg può essere facilmente trasportata in una custodia di piccole dimensioni.

La turbina mini eolica dispone di un generatore a magneti permanenti e 3 pale con diametro di 1,12 metri. E' progettata per produrre energia con venti da 3 a 20 metri al secondo e non necessita di manutenzione.

Il kit completo è disponibile in due versioni.


Charger 300i - è la versione più compatta con controller integrato ed è pensata per ambienti difficili.  In una applicazione tipica richiede un palo tra 6 e 9 metri di altezza per ridurre anche la lunghezza dei cavi dalla turbina alla batteria.

Charger 300e - dispone di un controller separato ed è più adatta ad installazioni semi-permanenti con torre di altezza superiore ai 9 metri. E' una soluzione più flessibile che supporta anche sistemi ibridi solare/eolico per la produzione di energia elettrica.

La nuova serie di turbini mini-eoliche portatili potrebbe risultare adatta a molteplici applicazioni: abitazioni, rimesse, fabbricati agricoli non servite dalla rete elettrica; stazioni di monitoraggio, torri per le telecomunicazioni, pompe solari, etc.

Energie rinnovabili - Potranno soddisfare le nostre esigenze?

Da alcuni recenti studi risulta che non esistono barriere tecnologiche o economiche e che le energie rinnovabili potranno soddisfare tutte le nostre esigenze energetiche entro il 2050.

Lo studio calcola che già oggi l'energia eolica on-shore, idroelettrica e geotermica costano meno rispetto all'energia prodotta da combustibili fossili e nucleare ed entro il 2020 anche la generazione di energia da eolico off-shore, dalle onde, dalle maree e dal solare a concentrazione risulteranno più convenienti. Vi sarebbero, inoltre, minori costi sociali per la gestione dell'inquinamento atmosferico e per riparare ai danni dei cambiamenti climatici.

Le energie rinnovabili potrebbero coprire i fabbisogni mondiali di energia elettrica, di energia per il condizionamento e per i trasporti. Per questo è necessaria una cooperazione internazionale ed una riduzione della domanda energetica complessiva.

Affidando i fabbisogni energetici esclusivamente al vento, all'acqua e al sole si presenta, tuttavia, il problema di armonizzare la disponibile di energia (variabile e per noi poco affidabile perché segue i cicli della natura piuttosto che i nostri) alla domanda. 

Per contrastare questo fenomeno, i ricercatori hanno individuato sette soluzioni tecniche da sviluppare:

1. collegare differenti tipologie di fonti energetiche distribuite geograficamente
2. ricorrere a fonti energetiche prevedibile come quella idroelettrica per livellare eventuali squilibri
3. implementare sistemi intelligente di gestione 
4. sviluppare sistemi di conservazione dell'energia presso i siti di generazione 
5. sovradimensionamento la capacità di generazione per produrre idrogeno con l'eccedenza 
6. sviluppare sistemi per rendere possibile lo stoccaggio di energia nei veicoli elettrici
7. migliorare le previsioni meteorologiche per meglio prevedere produzione e fornitura di energia rinnovabile.

Le principali conclusioni di questa analisi sono che la strade delle rinnovabili, quale unica fonte energetica, è percorribile ed i veri ostacoli sono solo di natura sociale e politica.

Imboccheremo questa strada?