Le turbine eoliche stanno diventando una parte più ampia del nostro mix energetico alternativo e si stanno sviluppando turbine più potenti che possono cambiare il panorama energetico. Come energia rinnovabile cresce, alimentando le nostre case diventa più ecologico con ogni momento che passa. Con turbine eoliche diventando sempre così potente, si deve chiedere, quante case possono essere alimentati dalla turbina eolica media?
Secondo l’USGS, la capacità media della turbina negli Stati Uniti è 1.67 MW. Supponendo una capacità del 33%, che è 402 MW al mese, abbastanza per alimentare 460 case. In altre parole, la turbina media genera energia sufficiente in 90 minuti per alimentare una singola casa per un mese. La turbina più grande del mondo, la Haliade-X, può alimentare una casa per due giorni con una sola rotazione.
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Quanta energia generano le turbine eoliche?
Le turbine eoliche sono valutate in base alla loro potenza massima, ma questo può essere fuorviante in quanto si basa sulla potenza della turbina a una velocità del vento specifica. Questo è di solito una velocità del vento elevata, spesso circa 30 miglia all’ora. Aggiungete al fatto che diversi produttori utilizzeranno diverse velocità del vento per valutare le loro turbine. Una turbina da 1,5 MW può essere valutata per generare alla sua potenza nominale solo quando i venti sono 35 miglia all’ora. In realtà, la velocità media del vento può essere molto più bassa di quella, mentre a velocità più elevate, le turbine sono progettate per spegnersi automaticamente, per evitare danni.
Il fattore di capacità di una turbina eolica è una misura migliore della sua potenza. Il fattore di capacità è espresso in percentuale e tiene conto della velocità media del vento, dandoci una misura più accurata di quanta elettricità viene effettivamente prodotta. Una turbina da 1,5 MW che funziona al 33% della capacità sta generando mezzo megawatt di potenza.
Crescita delle turbine eoliche
Due decenni fa, le turbine eoliche erano considerate inefficienti e troppo deboli per diventare una delle principali forze trainanti nel settore energetico. Molti nel settore hanno detto che ci vorrebbero troppe turbine eoliche per produrre una quantità ragionevole di elettricità.
Siamo lontani dai primi giorni delle turbine eoliche. Negli anni 1990, la potenza media della turbina eolica era compresa tra 500 e 750 kW. Questo non è sicuramente abbastanza per intaccare il nostro consumo di energia. Una turbina da 750 kW è sufficiente per alimentare 200 case americane al mese.
Mentre la maggior parte delle turbine oggi sono tra 1,5 e 3 MW, turbine molto più grandi stanno ora prendendo il loro posto. Le turbine eoliche con potenza nominale di 5 MW e oltre stanno diventando sempre più comuni, con le installazioni offshore tra le turbine più grandi. Con queste macchine giganti che prendono il comando, l’energia eolica può diventare una fonte dominante di elettricità man mano che otteniamo la capacità di alimentare più case con meno turbine.
Quante turbine ci vorranno per alimentare un intero Paese?
In media, le case negli Stati Uniti consumano più delle loro controparti europee. La casa media negli Stati Uniti utilizza 867 kWh al mese, mentre la casa media nell’UE utilizza circa 311 kWh. Gli americani generalmente usano più energia a causa dei loro stili di vita più consumistici e focalizzati sull’auto.
Una turbina da 1,5 MW produce circa 360.000 kWh al mese. Questo è sufficiente per alimentare 415 case americane e oltre 1.100 famiglie in Europa. Questo è all’estremità più piccola della scala. Le turbine offshore con capacità superiori a 5 MW possono alimentare alcune migliaia di case contemporaneamente. La GE Haliade-X, la turbina eolica più alta del mondo con una potenza tra 12 e 14 MW, genera abbastanza elettricità per alimentare 3.600 case americane e 10.000 case europee.
Ora, cosa succede se vogliamo alimentare interi paesi? Il settore residenziale statunitense consuma 1,4 milioni di GW all’anno. Ci vorrebbero poco più di 318.000 turbine valutate a 1,5 MW per alimentare l’intero settore residenziale. L’Europa, che conta circa 194 milioni di famiglie, ha un settore residenziale che consuma circa 706.000 GW all’anno. Richiederebbe 161.000 turbine per portare energia a tutte le famiglie europee.
Ma cosa succede se diventiamo grandi? Diciamo che usiamo solo turbine massicce come Haliade-X come fonte di energia. Gli Stati Uniti avrebbero bisogno di circa 37.000 turbine eoliche per coprire il suo settore residenziale. L’Europa avrebbe bisogno di poco più di 18.000 turbine per alimentare le sue famiglie. E questo non tocca nemmeno le turbine eoliche di dimensioni residenziali che possono essere utilizzate, in combinazione con i generatori eolici, per integrare l’uso di elettricità domestica.
Quante case possono essere alimentate da un intero parco eolico?
Mentre è interessante sapere quanta energia può produrre una turbina eolica, dobbiamo ricordare che le turbine di solito non vengono in singoli. Lavorano in tandem con diverse altre turbine come parte di un parco eolico. La posizione ideale per un parco eolico è una zona con forti venti e pochi ostacoli, di solito lontano dalle principali città o paesi. I parchi eolici possono essere onshore o offshore. I parchi eolici onshore sono più grandi e generalmente producono più energia, mentre i parchi eolici offshore tendono ad impiegare turbine più grandi e potenti.
Il più grande parco eolico onshore è il parco eolico di Gansu in Cina. È costruito per fornire energia per soddisfare le enormi richieste di elettricità della Cina con una capacità di 8 GW. Attualmente, il parco eolico di Gansu opera al 40% della capacità. Se fosse negli Stati Uniti, il parco eolico di Gansu alimenterebbe oltre 2,6 milioni di case. In Europa, circa 7,5 milioni di case sarebbero alimentate da questo enorme parco eolico.
Il più grande parco eolico offshore del mondo è Hornsea 1, con una capacità di 1,2 GW. Non è fatto, con diverse altre fasi pianificate per portare la capacità totale a 6 GW nei prossimi anni. Se assumiamo che Hornsea 1 opera al 40% della capacità, possiamo aspettarci di alimentare circa 400.000 case negli Stati Uniti e 1,1 milioni di case nell’UE.
Conclusione
Come turbine eoliche diventano più grandi e più efficienti, saremo in grado di alimentare più case con meno turbine. Mentre la turbina media venti anni fa a malapena spinto oltre il marchio 1 MW, aziende eoliche oggi stanno progettando enormi macchine 14 MW, spingendo il limite di quanto grandi turbine possono ottenere. Si diceva spesso che l’energia eolica era semplicemente troppo costosa e inefficiente per diventare una parte importante dell’infrastruttura energetica. Oggi, circa la metà di tutte le nazioni usa l’energia eolica come fonte di elettricità. La Danimarca, leader nell’energia eolica, fornisce la metà del suo consumo totale utilizzando il vento, dimostrando che un’economia completamente alimentata dal vento è possibile.
Domande frequenti
Una turbina da 1,5 MW funzionante al 33% della capacità può alimentare 415 case negli Stati Uniti.
Negli Stati Uniti, la famiglia media utilizza 867 kWh di elettricità ogni anno. Nell’UE, dove le case sono più efficienti dal punto di vista energetico, la famiglia media utilizza solo 311 kWh all’anno.
Il parco eolico di Gansu in Cina, con una capacità di 8 GW, è il più grande del mondo. Supponendo che funzioni al 40% della capacità, questo parco eolico può fornire elettricità a 2,6 milioni di case americane.