Turbine invisibili ai radar: la nuova frontiera degli impianti eolici

Una novità importante nel settore eolico arriva dalla società Vestas, specializzata nella produzione di tecnologie volte a sfruttare l'energia del vento e dall'azienda QinetiQ improntata alla realizzazione di armamenti militari. Le due imprese hanno collaborato in stretta sinergia per trovare una soluzione al problema delle interferenze causate ai radar dagli impianti eolici.

Il progetto ha portato alla costruzione del primo prototipo in scala reale di una pala eolica invisibile ai radar, dotata della tecnologia stealth, tipica degli aerei e delle navi da guerra, in grado di nascondersi all'intercettazione nemica. L'annuncio del successo dei test effettuati è avvenuto nel 2011, in occasione dell'International Wind and Radar Forum in Canada. Questo incontro ha agito da spartiacque, segnando l'ultimo passaggio di una ricerca andata avanti per anni e finalmente arrivata alla svolta per liberare l'intero potenziale del vento.

Prototipo di una pala stealth(Prototipo di una pala stealth. Fonte renewableenergyworld)

In tutto il mondo, infatti, si stima che circa 20 GW di energia eolica sono praticamente bloccati, a causa delle interferenze con i radar militari e civili, responsabili di ostacolare il traffico aereo. Per capire come ciò avvenga bisogna partire da un presupposto. I sistemi radar funzionano con l'invio d'impulsi, sotto forma di onde radio. Quando questi segnali arrivano alle stazioni, sono elaborati da un software che crea un'immagine (o dei puntini sul display) di quanto è stato captato. Ovviamente, più grande sarà la RCS (Radar Cross Section) dell'oggetto, più facile sarà l'intercettazione dei radar. La Radar Cross Section è, di fatto, la misura usata per indicare quanto un oggetto è individuabile dai sistemi radar. Per esempio, gli aerei di linea commerciali sono semplici da intercettare poiché hanno una RCS molto grande, quelli militari, invece, sono progettati per averla molto piccola e di conseguenza non sono visti dalle truppe ostili. 

Ebbene, le pale di imponenti dimensioni e dalla potenza notevole costituiscono un grosso problema per i radar, in quanto sono calibrati per ignorare solo oggetti stazionari. Gli impianti eolici muovendosi, inviano una serie di onde individuate dai sistemi come se fossero dei veicoli in viaggio a bassa quota. Quindi, quando si verifica una simile situazione, il funzionamento della turbina viene bloccato per una questione di sicurezza. Essendo, questa, una situazione frequente, è facile comprendere il disagio e le problematiche a carico dei parchi eolici e l'impossibilità di impiegare tutto il potenziale del vento.

I radar scambiano le pale eoliche per aerei(I radar scambiano le pale eoliche per arei. Fonte treehugger)

Il team di ricerca ha eseguito una serie di sperimentazioni sul campo, simulazioni al computer e osservato attentamente le zone occupate da impianti eolici. Alla fine, hanno concluso che per ovviare al problema avrebbero dovuto impiegare materiali radar assorbenti sulle pale. In base ai dati raccolti, la nuova apparecchiatura dovrebbe ridurre del 99% la Radar Cross Section. L'altezza della torre, invece, non sembra avere rilevanza.

Nello specifico, gli studi hanno dimostrato che non è necessario usare il materiale radar assorbente sull'intera turbina eolica. Esistono, infatti, dei punti cruciali in cui applicarlo, ad esempio nella parte iniziale e finale dei bordi. L'aspetto fondamentale delle ricerche è stato, comunque, quello di trovare una soluzione economica e semplice da inserire nei processi di fabbricazione esistenti, senza compromettere e diminuire l'efficienza della turbina.

Parco eolico(Esempio di un parco eolico. Fonte bettergeneration)

La pala Vestas incorpora direttamente nella sua struttura due strati di resina epossidica rinforzata con vetro e schiuma di plastica capace, per l'appunto, di riflettere e catturare le onde. La RCS dell'impianto, dunque, si riduce. Poiché queste superfici vanno a sostituire quelle usate tradizionalmente nelle turbine, il peso delle stesse non subisce sostanziali modifiche.

Tali innovativi aerogeneratori saranno inseriti nel parco eolico a Perpignan, in via di completamento e sarà la prima volta in assoluto, da quando sono stati concepiti, che entreranno a far parte di un impianto vero e proprio. Il parco in questione sarà chiamato Ensemble Eolien Catalan e sarà tra i più grandi produttori di energia francesi, grazie ai suoi 96 megawatt di potenza. Se i risultati di quest'applicazione commerciale saranno buoni, la società Vestas si metterà all'opera per cercare clienti oltre oceano e in altri paesi europei, come l'Inghilterra.

Parco Eolico(Un altro esempio di un parco eolico di maggiori dimensioni. Fonte inhabitat)

Proprio nel Regno Unito, il governo ha stanziato dei fondi per avviare ricerche sulla possibilità di creare dei sistemi radar dotati di un nuovo software tarato per riuscire a distinguere gli impianti eolici da altri obiettivi. Non solo, il Cambridge Consulting ha ideato un sistema olografico o, per meglio dire, un radar tridimensionale, in grado di cogliere e di capire la differenza tra un aereo e una pala eolica, a partire dall'osservazione del loro comportamento.

Dunque, le ricerche nel settore del vento sono in costante crescita e puntano a creare strutture dalle prestazioni sempre più elevate.

Fonti
Greenstyle
Rinnovabili.it
renewableenergyworld

AutoreDott.ssa Elisabetta Rossi


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