Architettura eolica

Dai mini generatori alle "architetture eoliche", le innumerevoli sperimentazioni tecnologiche che hanno modellato l'efficienza energetica delle costruzioni seguendo il vento

Mentre Don Quijote li combatteva, oggi i mulini a vento, o meglio la loro futuristica evoluzione sono diventati un fedele alleato per la produzione “pulita” di energia rinnovabile.

L’immagine più evocativa che generalmente si associa alla produzione energetica tramite il vento, è quella delle grandi turbine eoliche che punteggiano le sommità delle colline nel mezzo della campagna. Scendendo di scala, i progressi tecnici nel campo delle rinnovabili hanno permesso di arrivare alla progettazione di soluzioni adatte a produrre quantitativi di energia più contenuti, disegnati su misura per le esigenze delle singole famiglie e delle architetture contemporanee. Si tratta di impianti comunemente conosciuti con il nome di minieolici o microeolici che, a seconda delle dimensioni e della potenza nominale generata, consentono i più disparati utilizzi.

La distinzione tra le due categorie avviene in base alla capacità produttiva: mentre gli impianti microeolico sono limitati ad una produzione inferiore ai 20 kW, il minieolico dimensionalmente più grande, associabile al classico mulino a vento, consente di produrre fino a 200 kW. A differenza d’impianti quali il fotovoltaico o il solare termico, che adeguatamente orientati, producono un quantitativo di energia sufficiente indipendentemente dalla zona geografica in cui si trovano, l’installazione di generatori eolici anche di piccola taglia, non può prescindere dalla valutazione delle condizioni fisiche dell’area geografica, avendo come unico requisito indispensabile la presenza del vento.

Per poter innescare la rotazione che consentirà di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica, il primo fattore da tenere in considerazione è la velocità minima di avvio, il cosiddetto cut-in, che per aerogeneratori di piccola taglia si aggira tra i 2 e i 5 m/s, inoltre per assicurare una produttività sufficiente a coprire i consumi ed i costi iniziali di installazione, è indispensabile valutare la media di ore giornaliere che permetteranno al generatore di produrre energia.

Nonostante la sua diffusione sia ancora indietro rispetto ai sistemi più conosciuti quale fotovoltaico o solare termico, il mercato sembra apprezzare sempre più questo genere di impianti, basti pensare che l’installazione di minieolico mondiale è passata dai 105,9 MW del 2006 a 275,8 MW nel 2010.

Gli aerogeneratori più diffusi sono quelli ad asse orizzontale, nei quali cioè l’asse del rotore è orientato parallelamente alla direzione del vento, mentre il rotore ruota su un asse perpendicolare a quella del vento.  I sistemi ad asse verticale invece, molto più diffusi per aerogeneratori di piccola taglia, godono di una particolare caratteristica che gli consente di ruotare indipendentemente dall’orientamento; in questo tipo di impianti infatti, le pale si muovono nella stessa direzione del vento, offrendo una superficie utile di 360° e consentendogli di resistere anche a raffiche molto forti, tipiche delle zone urbane.

Sperimentazioni senza confini

Ma se la tecnica si è nel corso degli anni affinata fino a consentire alla singola famiglia di installare un micro generatore eolico sul proprio tetto o nel proprio giardino, le grandi operazioni architettoniche hanno portato questo concetto a livelli fino ad oggi impensabili. Il caso più ecclatante è rappresentato dal Bahrain World Trade Center (BWTC) negli Emirati Arabi, progettato dallo studio Atkins, un incredibile grattacielo alto circa 240 metri, costituitio da due torri gemelle affiancate ed unite da tre gigantesche pale eoliche ad asse orizzontale. Del diametro di 29 metri, queste turbine sono in grado di produrre circa 225 kW l’una arrivando a generare complessivamente 675 kW, sufficienti a fornire il 13% dell’energia necessaria per alimentare l’edificio e per illuminare le 300 stanze. La forma “velica” delle due torri piramidali permette alle correnti d’aria provenienti dal Golfo Persico di incanalarsi tra le due strutture, andando ad azionale le tre turbine, funzionanti approssimativamente per il 50% del tempo. A qualche centinaio di chilometri di distanza dal BTWC, precisamente a Dubai, i progettisti della Studied Impact hanno ideato la 10MW Tower, un grattacielo dotato di una turbina eolica da 5MW capace di produrre 10 volte di più dell’energia necessaria.

Dagli Emirati Arabi basta spostarsi a Miami per trovare un altro grande esempio di grattacielo eolico. Qui gli architetti della Oppenheim architecture + design, hanno progettato il COR Building, 40 milioni di dollari di puro design ingegneristico.

Saranno sole e vento ad alimentare questo grattacielo di 25 piani, che incorpora una serie di turbine eoliche direttamente all’interno della facciata, trasformando un elemento impiantistico in una caratteristica estetica.

Tra gli edifici in fase di ultimazione c’è il Pearl River Tower di Hong Kong, progettata dal famoso team SOM. L’unicità di questo grattacielo è nella sua morfologia di facciata, dove in corrispondenza di tre grandi fessure orizzontali, sono collocate delle speciali turbine eoliche che sfruttano

Le proposte non si esauriscono ovviamente qui, arrivando a progetti che incorporano turbine eoliche nei cavalcavia delle autostrade piuttosto che in cavedi interni agli edifici, sfruttando i naturali moti convettivi dell’aria per assicurare contemporaneamente isolamento e produzione energetica.