Potenza costante dai generatori eolici

Approfondimenti
Quando si ipotizza l’uso su larga scala dell’energia eolica (in percentuali superiori al 10-15% del fabbisogno energetico totale) bisogna fare i conti col fatto che la potenza fornita dal vento è estremamente variabile, come il vento stesso. Per contro, dovendo progettare una rete di produzione energetica che sia sufficiente al fabbisogno e non lo ecceda, bisogna che la potenza prodotta sia più o meno costante, almeno su intervalli di tempi della durata di ore. Il vento varia molto e molto rapidamente (da secondo a secondo) ed altrettanto varierà la potenza che dal vento possiamo ricavare. Come si può ridurre tale variazione? L’energia prodotta da un generatore eolico dipende dalla superficie delle pale che il vento impatta: aumentando tale superficie quando il vento è minore e diminuendola quando è maggiore si può ottenere sempre la stessa potenza elettrica. In generale un computer può andare a controllare l’apertura delle pale di un generatore (con un meccanismo molto simile a quello degli elicotteri) con questo obiettivo. Come fa però il computer a decidere quando aprire e quando chiudere le pale al vento?
Un approccio standard funzionerebbe più o meno così: ad ogni istante si osserva la potenza prodotta, quella che si dovrebbe produrre e si agisce di conseguenza per eliminare il deficit o il surplus energetico. Questo approccio non è errato, ma visto che il vento varia davvero rapidamente le decisioni prese dal computer potrebbero non essere attuate prima che il vento sia cambiato di nuovo, risultando così inutili o addirittura dannose.
Quello che un approccio standard non considera è che noi abbiamo informazioni sul vento: non conosciamo con esattezza come questo varierà nel futuro ma sappiamo che valori ha avuto negli ultimi minuti. Il vento inoltre ha una sua struttura: si è dimostrato che varia sì in maniera casuale, ma che il valore in un certo istante ha una correlazione con quello degli istanti precedenti, anche se resta comunque dell’incertezza. In pratica, analizzando la storia passata del vento si può cercare di predire quella futura e, dopo approfonditi calcoli matematici, si è in grado di ottenere una predizione buona, almeno su brevi intervalli di tempo.
L’approccio che si può seguire è dunque quello di cercare di predire il vento futuro e quindi andare ad anticiparlo, mettendo le pale del generatore nella posizione giusta al momento giusto: non è detto che la predizione sia perfetta ma con i modelli matematici attuali l’errore è ridotto. Questo è il cosiddetto controllo predittivo (si regola un sistema basandosi su una predizione) o stocastico (si usano informazioni sulla probabilità di variazione del vento) e apre tutta una serie di possibilità progettuali su cui adesso non mi soffermerò. Accenno però volentieri che con la tecnologia e le conoscenze attuali queste operazioni di predizione e controllo del generatore possono essere svolte in modo del tutto autonomo da un piccolo processore posto nella navicella, che raccoglie i dati, li analizza e prende le decisioni di conseguenza mentre il generatore lavora. In pratica la predizione viene aggiornato costantemente e così si mantiene sempre precisa ed il vento può essere sfruttato al meglio. Pochi anni fa sarebbe sembrato impossibile ma oggi predire il vento (almeno sui tempi necessari alla regolazione) è possibile, e se i generatori eolici sono una realtà effettiva e conveniente, molto dipende anche da questo.