Eolico galleggiante, perché le turbine offshore diventano giganti

Un rotore con un diametro di 260 metri e una potenza nominale di 18 MW dà la misura della direzione intrapresa dall'industria eolica. La turbina cinese H260 citata tra i progetti più grandi mai realizzati non rappresenta soltanto una sfida ingegneristica: mostra come l'aumento delle dimensioni sia diventato uno degli strumenti principali per produrre più energia dal vento, soprattutto in mare aperto.

Le turbine installate sulla terraferma devono fare i conti con vincoli logistici, territoriali e paesaggistici. L'offshore permette di spostare gli impianti lontano dalla costa, verso aree nelle quali i venti sono generalmente più forti e uniformi. Quando la profondità dell'acqua rende difficile ricorrere a fondazioni tradizionali, entrano in gioco le piattaforme galleggianti.

La matematica dietro rotori sempre più grandi

Nell'eolico, l'incremento delle dimensioni non produce un aumento semplicemente lineare dell'energia disponibile. Un rotore più ampio intercetta una quantità maggiore di vento e può quindi generare molta più potenza. Anche l'altezza conta: salendo, la velocità del vento tende ad aumentare e, nell'equazione della potenza eolica, questa velocità è elevata al cubo. Piccole variazioni possono quindi tradursi in incrementi rilevanti della produzione.

È questa relazione a spiegare perché l'industria continui a sviluppare macchine sempre più alte e potenti. Dal 2000 l'altezza del mozzo dal suolo è aumentata di circa il 70%, mentre dal 2021 la media indicata per le turbine eoliche è nell'ordine dei 100 metri. Tra gli esempi più estremi figura anche il prototipo offshore da 15 MW di Vestas, descritto all'inizio del 2024 come la turbina più alta al mondo, con un'altezza di 280 metri.

La H260 porta questo principio su una scala ancora più evidente: il suo rotore raggiunge 260 metri di diametro e la potenza nominale dichiarata è di 18 MW. Il confronto riportato sull'evoluzione delle turbine indica un passaggio da 5 a 18 MW nell'arco di cinque anni, segnale della rapidità con cui stanno aumentando le taglie considerate praticabili.

Come rimane stabile una turbina galleggiante

Una turbina galleggiante non utilizza la stessa fondazione rigida delle installazioni fissate direttamente al fondale. La struttura è sostenuta da una piattaforma capace di galleggiare, stabilizzata mediante zavorra e mantenuta in posizione con collegamenti al fondale. Questo consente di operare anche dove l'acqua è troppo profonda per le soluzioni offshore convenzionali.

Il riferimento concreto è Hywind Scotland, indicata come la prima centrale eolica galleggiante commerciale al mondo. Le sue turbine sfruttano un sistema di zavorra per mantenere la stabilità e possono operare in acque profonde fino a 120 metri. La piattaforma deve assecondare il movimento delle onde senza compromettere il funzionamento della turbina, mentre gli ancoraggi impediscono alla struttura di spostarsi liberamente.

La possibilità di allontanarsi dalla costa ha due conseguenze. La prima è energetica, perché consente di raggiungere venti più veloci e costanti rispetto a quelli disponibili sulla terraferma. La seconda riguarda l'inserimento territoriale: collocare le turbine più lontano può ridurre la loro presenza visiva per le comunità costiere, pur senza eliminare le questioni ambientali legate agli impianti.

Produzione elevata, ma costi e impatti restano aperti

La crescita dell'offshore è già consistente. Secondo i dati Siemens citati, nel 2021 la capacità globale del settore è arrivata a circa 51 GW, rispetto a un precedente riferimento di 18 GW. Le possibilità teoriche delle singole macchine sono altrettanto rilevanti: una turbina della taglia presa in esame potrebbe produrre 80 GWh all'anno, quantità associata al fabbisogno di circa 20.000 abitazioni.

Questi numeri non cancellano però i limiti. Progettare e costruire piattaforme galleggianti comporta costi superiori rispetto alle turbine offshore fissate sul fondale. Alle complessità strutturali si aggiungono le preoccupazioni per l'inquinamento acustico e per i possibili effetti su alcune specie marine. L'espansione del settore dovrà quindi essere valutata non soltanto sulla base dell'energia prodotta, ma anche considerando sostenibilità economica e conseguenze sull'ecosistema.

Rimane inoltre il carattere variabile della fonte. Anche una flotta di turbine molto potenti attraversa fasi di maggiore e minore produzione, perché dipende dalla disponibilità del vento. Una penetrazione elevata dell'eolico richiede quindi un sistema capace di stabilizzare la rete e di fornire energia quando la generazione rinnovabile cala. Le turbine galleggianti giganti possono aumentare sensibilmente la quantità di elettricità disponibile, ma non eliminano da sole il problema della continuità della fornitura.

Una domanda per voi

I vantaggi produttivi delle turbine eoliche galleggianti possono compensarne i maggiori costi e i possibili impatti sugli ecosistemi marini?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato generato con il supporto dell'intelligenza artificiale a partire dalla trascrizione del video originale, riorganizzandone i contenuti in forma editoriale. Le informazioni riportate derivano da quanto espresso nel video.