Posizione, posizione, posizione:quando si tratta del posizionamento delle turbine eoliche, si applica il vecchio adagio immobiliare, secondo una nuova ricerca pubblicata in Proceedings of the National Academy of Sciences di Enrico Antonini e Ken Caldeira di Carnegie.

Le turbine convertono l'energia cinetica del vento in energia elettrica mentre girano. Tuttavia, l'atto stesso di installare le turbine influisce sulla nostra capacità di sfruttare l'energia del vento. Quando una turbina si impegna con il vento, lo colpisce. L'estrazione di energia dal vento da parte di una turbina influenza la capacità dei suoi vicini di fare lo stesso.

"Il vento non si esaurirà mai come risorsa energetica, ma la nostra capacità di raccoglierlo non è nemmeno infinitamente scalabile", ha spiegato Antonini. "Quando le turbine eoliche sono raggruppate in grandi gruppi, le loro prestazioni diminuiscono e la velocità con cui estraggono energia è ridotta."

Antonini e Caldeira hanno deciso di determinare quanto può essere grande un parco eolico prima che la sua capacità di generazione per unità di terra raggiunga i limiti del rifornimento di energia, nonché quanta "ombra del vento" proiettano i grandi parchi, il che avrebbe un effetto negativo su eventuali installazioni sottovento vicine.

"Mentre ci allontaniamo dai combustibili fossili, alcuni scenari prevedono che i parchi eolici potrebbero fornire fino a un terzo dell'energia globale entro il 2050", ha affermato Caldeira. "Quindi, è fondamentale comprendere la relazione tra il posizionamento della turbina e la massima estrazione di energia."

Ci vuole tempo prima che il vento torni alla forza normale dopo che parte della sua energia cinetica è stata estratta da un parco eolico. La velocità con cui il vento può riprendersi dall'incontro con una turbina eolica è correlata alla latitudine del parco eolico e alla rotazione terrestre, hanno affermato Antonini e Caldeira. Precedenti studi sulla generazione di energia eolica hanno notato scie dietro i grandi parchi eolici, quindi Antonini e Caldeira hanno sviluppato una comprensione teorica dei controlli fondamentali sulla dimensione di queste scie.

La dimensione della scia di un grande parco eolico è correlata alla velocità dei venti sovrastanti, nonché alla quantità di tempo necessaria alle differenze di pressione nell'atmosfera terrestre per ricostituire l'energia estratta dalle turbine. Il lavoro di Antonini e Caldeira indica che questi fattori dovrebbero essere presi in considerazione quando si determinano le dimensioni e il posizionamento dei parchi eolici in condizioni diverse.

Ad esempio, hanno scoperto che le turbine nelle aree con vento forte hanno maggiori probabilità di essere colpite dai loro vicini a monte rispetto a quelle nelle aree con venti più deboli. Inoltre, i parchi eolici più vicini all'equatore hanno maggiori probabilità di essere influenzati negativamente dall'ombra del vento dei parchi eolici a monte rispetto ai parchi eolici più vicini ai poli.

"L'energia eolica è una potenziale fonte di grandi quantità di energia priva di emissioni di carbonio", ha affermato Caldeira. "Ma per ottenere il massimo da questa risorsa, dobbiamo pensare a come altri parchi eolici potrebbero influire su di noi e come potremmo influenzare altri parchi eolici".

Un'idea suggerita dagli autori è che la costruzione di più piccoli parchi eolici con spazio per il recupero del vento tra di loro potrebbe potenzialmente essere una strategia più efficace in alcune località rispetto alla costruzione di un enorme parco eolico, sebbene siano necessarie ulteriori ricerche.

"Ci auguriamo che questo lavoro consentirà ai costruttori e ai gestori di installazioni di turbine eoliche di progettare il miglior scenario possibile per la massima generazione di energia eolica", ha affermato Antonini.