I parchi eolici offshore sono pronti alle nuove velocità del vento?

Negli ultimi 80 anni i venti che soffiano sugli oceani sono diventati più intensi a causa dei cambiamenti climatici. Un fenomeno che solleva dubbi sulla resilienza delle turbine

I cambiamenti climatici stanno stravolgendo i modelli eolici globali. Mentre alcune regioni come l’entroterra dell’Europa nord-occidentale si trovano oggi a fare i conti con periodi di insolita “calma”, altrove i venti stanno aumentando la propria velocità. In particolar modo al largo delle coste le tempeste si stanno facendo più frequenti e violente, sollevando diversi dubbi sull’affidabilità dei parchi eolici offshore.

Ben inteso: gli aerogeneratori marini sono progettati per resistere alle sfidanti condizioni ambientali che si registrano in mare o nell’oceano. Tuttavia le nuove pressioni climatiche con cui il Pianeta deve oggi venire ai patti, potrebbero aggiungere un quantitativo di stress meccanico non previsto.

Il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC) ha affermato che il cambiamento climatico influenzerà sempre più la velocità aggregata del vento a livello globale, con una velocità media annua prevista in calo del 10% entro il 2100 (e ampie variabili regionali). Un problema con cui dovranno fare i conti soprattutto gli impianti a terra, mentre al largo la sfida potrebbe essere completamente di segno opposto.

Studi recenti hanno sottolineato, infatti, come gli eventi eolici estremi a livello oceanico si stiano intensificando a causa del riscaldamento globale. In particolar modo i cicloni tropicali più forti, quelli con velocità massime del vento superiori a 50 m/s, stanno mostrando una significativa tendenza all’accelerazione. In un clima progressivamente più caldo, si prevede sia un aumento della frequenza di tali fenomeni sia un incremento approssimativo del 3% delle velocità massime giornaliere del vento per grado di riscaldamento nelle regioni ad alta latitudine.

Di fronte a queste stime, un gruppo di ricercatori dell’Eastern Institute of Technology a Ningbo e della Hong Kong Polytechnic University si è posto una semplice domanda: le turbine eoliche offshore sono in grado di resistere a tali condizioni?

Per caratterizzare la velocità massima del vento che un aerogeneratore può sopportare durante la sua vita operativa si usa uno specifico parametro: la velocità del vento di riferimento (U_ref). La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) utilizza l’Uref per classificare le turbine in:

• Classe I: U_ref di 50 m/s
• Classe II: U_ref di 42.5 m/s
• Classe III: U_ref di 37.5 m/s

I progettisti e gli sviluppatori devono assicurarsi che la turbina scelta abbia un parametro Uref superiore al vento estremo atteso per quel luogo almeno una volta in 50 anni (U₅₀).

Il gruppo di scienziati ha utilizzato i dati orari della velocità del vento ERA5 a 100 metri sul livello del mare dal 1940 al 2023 scoprendo un significativo aumento globale dell’U₅₀ oceanico. Il parametro è aumentato di di 0,016 m/s l’anno, con tendenze al rialzo evidenti nel 62,85% delle regioni costiere.

Questo significa che oltre il 40% dei parchi eolici offshore, esistenti o in fase di progettazione, in Asia ed Europa deve fare i conti con velocità del vento superiori alla soglia di progettazione delle turbine di Classe III.

“Oltre la metà di questi impianti eolici si trova in regioni con un trend crescente di U50, un andamento fortemente associato ai cambiamenti nell’attività dei cicloni tropicali ed extratropicali dovuti al riscaldamento globale”.

“Sebbene questo studio esamini principalmente le velocità estreme del vento, valutiamo anche le tendenze della velocità media del vento per identificare le regioni che presentano un potenziale eolico più elevato e un rischio più alto […] Il set di dati ERA5 rivela un aumento modesto ma diffuso delle velocità medie del vento nella maggior parte delle regioni oceaniche dal 1940 al 2023, ad eccezione delle zone equatoriali e dell’Oceano Indiano settentrionale”.

Leggi lo studio “Increasing extreme winds challenge offshore wind energy resilience” su Nature Communications.

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