Rinnovabili e Nuove Tecnologie

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La produzione energetica, specialmente da fonti rinnovabili, è da sempre terreno fertile per la sperimentazione ed implementazione di nuove tecnologie.

Per far fronte alla crescente domanda energetica del mondo, moltissime aziende stanno sviluppando e sperimentando nuove tecnologie di produzione di energia da fonti rinnovabili. Spesso, si tratta di macchinari che uniscono la produzione energetica ad elementi di uso comune, o di tecnologie che trovano il modo di generare elettricità da sistemi la cui funzione principale è differente. Ci sono anche sistemi di produzione energetica completamente nuovi, che prima erano solo immaginabili nei racconti di fantascienza.

L’obiettivo è semplice: produrre energia ovunque ed il più a lungo possibile. L’idea di prendere superfici e spazi inutilizzati, per trasformarli in fonti di energia rinnovabile, sembrava un’utopia fino a pochi anni fa, ma con tecnologie sempre più avanzate sta diventando una realtà.

I motivi per cui queste nuove tecnologie non sono ancora largamente diffuse e implementate in maniera massiva sono la scalabilità, la novità, ed ovviamente la necessità di uno studio approfondito su costi e ricavi, economici ed energetici.

Bisogna anche specificare che, per la grande maggioranza, queste nuove tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili, non garantiscono grandi rese energetiche. Non si tratta di mezzi con cui sostituire le centrali termiche che fanno uso di fonti fossili, e con cui alimentare grandi stabilimenti industriali. Ma di produzioni più piccole, in grado di lavorare in sostegno di produzioni più grandi.

Settori in cui le nuove tecnologie possono produrre energie rinnovabili.

Tra i settori in cui si sta assistendo a maggiori invenzioni ed investimenti nel campo delle nuove tecnologie rinnovabili, ci sono il fotovoltaico, l’eolico e l’idroelettrico.

Può sembrare banale dato che non si tratta di nuove fonti rinnovabili, che prima non si sapeva come sfruttare, ma di nuovi modi di utilizzarle.

Fotovoltaico

Si tratta principalmente di tecnologie che permettono di integrare la funzione fotovoltaica in oggetti e superfici che avevano solo funzioni passive o strutturali (come finestre, tessuti, vernici, ecc.). Gli strumenti e le tecnologie di questo tipo sono definiti Fotovoltaico di Terza Generazione e BIPV (Building-Integrated Photovoltaics) non convenzionale. Queste tecnologie sono spesso basate sulle celle solari a Perovskite, le quali hanno il pregio di essere flessibili, ma il difetto di essere suscettibili all’umidità.

Tra le invenzioni più promettenti ci sono le Vernici Solari, che sfruttano materiali semiconduttori che possono essere miscelati in una vernice. Con queste vernici si può trasformare qualsiasi parete esposta al sole in un generatore di energia elettrica. Purtroppo però, per ora, hanno una resa estremamente bassa, intorno all’1-2%.

Si sta lavorando molto anche al Fotovoltaico Tessile, cioè l’integrazione di celle fotovoltaiche flessibili direttamente nelle fibre dei tessuti. Grazie a questa tecnologia è possibile produrre “abbigliamento intelligente” in grado di alimentare sensori o dispositivi, su scala personale. Tuttavia, questa stessa tecnologia, sta venendo testata per tende, teloni e coperture per fargli generare energia. Esistono già prodotti di questo tipo in commercio (soprattutto per l’elettronica portatile), ma presentano ancora dei problemi su aspetti come la durabilità al lavaggio e l’usura.

Ci sono poi i Pannelli Fotovoltaici Trasparenti e Semitrasparenti, i quali rappresentano un ottimo sostituto per vetrate e coperture che devono lasciar passare la luce. Pensate soprattutto per installazioni su palazzi di vetro, e serre per la produzione agricola.

Eolico

Nel campo della produzione di energia eolica, le innovazioni puntano a superare l’impatto paesaggistico, le dimensioni e i requisiti di installazione delle tecnologie tradizionali. L’obiettivo è generare energia con nuove tecniche e in luoghi precedentemente non considerati, oppure inaccessibili.

Le nuove tecnologie in campo eolico sono principalmente due: l’Eolico d’alta quota, e le Turbine senza pale.

I sistemi eolici d’alta quota generano elettricità utilizzando dei dispositivi volanti automatizzati o aquiloni, collegati con un cavo a una stazione di terra. Sono progettati per lavorare a quote comprese tra 500-1.500 metri d’altezza, dove i venti sono più forti e costanti rispetto a terra. A differenza delle comuni pale eoliche richiedono meno spazio a terra, ma ad oggi hanno ancora un costo elevato.

Le turbine senza pale, invece sfruttano il fenomeno fisico dei vortici aeroelastici, noto anche come Vortex-Induced Vibration. Si tratta di un cilindro verticale che non ruota, ma oscilla quando viene mosso e fatto vibrare dal vento. L’energia cinetica di questa oscillazione viene poi convertita in elettricità con l’uso di alternatori. Hanno il nome di turbine, ma di fatto non lo sono, e hanno dimensioni incredibilmente più compatte rispetto alle pale eoliche. Si parla infatti di altezze di 2,5-3 metri, contro i 50 metri delle pale eoliche più piccole. Alcuni altri vantaggi questo sistema sono la ridotta rumorosità, i minori costi per l’installazione e la manutenzione.

Idroelettrico

Le nuove tecnologie in ambito idroelettrico non sono orientate verso dighe massicce e bacini artificiali, ma guardano a soluzioni più piccole e rispettose degli ecosistemi fluviali.

Da questi presupposti, sono stati sviluppate le mini centrali ad acqua fluente e le turbine idrocinetiche fluviali.

Le centrali ad acqua fluente non hanno bisogno di accumulare acqua in un grande bacino. Per il loro funzionamento è sufficiente un flusso d’acqua costante, quindi possono essere installate su canali irrigui, acquedotti o fiumi, ma in quest’ultimo caso sono necessari dei lavori per deviare una porzione minima dell’acqua che si dovrà sfruttare. L’acqua aziona la turbina della centrale, senza uscire dal suo normale ciclo, oppure rientrandovi subito dopo.  Date le dimensioni ridotte si tratta spesso di sistemi modulari prefabbricati che possono essere installati rapidamente, senza necessità di grandi opere di costruzione. Non hanno produzioni energetiche notevoli, ma il loro impatto ambientale è bassissimo ed i loro costi sono relativamente contenuti. Anche se non sono propriamente una novità (le prime centrali idroelettriche del 1800 erano proprio di questo tipo), ad essere innovativa è la tecnologia che utilizzano, volta a sfruttare flussi d’acqua anche minimi e a salvaguardare la vita dei pesci che sono eventualmente catturati nelle turbine.

Le turbine idrocinetiche fluviali sono delle turbine che vengono immerse direttamente nei fiumi, ancorandole al fondo o a piattaforme flottanti. Si possono considerare come delle pale eoliche, di dimensioni molto più compatte, piazzate sott’acqua, per sfruttare la corrente costante dei corsi d’acqua.

Pregi e difetti

Ciò che la maggior parte di queste nuove tecnologie di produzione energetica hanno in comune, è la loro limitata produttività. In parte, questo è dovuto alla loro novità: la tecnologia deve ancora essere perfezionata. Ma anche perché nascono dal concetto di sfruttare al massimo ogni piccolo potenziale energetico. Spesso di tratta di produrre energia in luoghi dove altrimenti non si poteva farlo, o addirittura da flussi di scarico. Pensate ad esempio a bocchette d’aerazione che devono espellere aria 24 ore al giorno, tutti i giorni: posizionando una o più turbine eoliche senza pale di fronte al flusso d’aria costante, si può recuperare energia dove prima c’era solo uno scarico.

Molte di queste nuove tecnologie rinnovabili non sono pensate per sostituire le grandi centrali elettriche, ma per lavorare in concerto con esse. Esattamente come fanno già i parchi fotovoltaici ed eolici attuali. La differenza significativa però, è che in questo caso l’implementazione di questi sistemi nelle città ed i centri abitati è più facile. Questo grazie alle dimensioni più compatte, che permettono di avere un minore impatto visivo, ma soprattutto ambientale. 

Detto questo, alcune di queste soluzioni sono altamente energetiche: in particolare l’eolico d’alta quota. Un’azienda cinese ha effettuato gli ultimi stress test a settembre 2025, ed è sul punto di lanciare sul mercato delle turbine in grado di operare a 1.500 metri di quota con una capacità produttiva di 1 MW, quasi costante. Per fare un paragone: questo modello di turbina d’alta quota può generare in un anno, la stessa quantità di energia prodotta da 3 pale eoliche tradizionali dalla sua stessa potenza nominale. Questa differenza è dovuta alla “qualità” e costanza del vento d’alta quota rispetto a quello che le pale eoliche convenzionali possono sfruttare.

C’è poi la questione dei costi di realizzazione relativamente elevati, ma si tratta di un difetto comune a tutte le tecnologie ancora in fase sperimentale.

La rivoluzione tecnologica rinnovabile è alle porte?

La risposta breve è “Sì”, ma sono necessarie precise condizioni perché accada.

Non si può negare che alcune delle tecnologie esposte in questo articolo sono pronte per il lancio commerciale, soprattutto grazie al loro potenziale energetico. Lo stesso però non si può dire per altre che sono ancora in fase sperimentale, e che necessitano di molto altro lavoro di sviluppo e perfezionamento.

Un aspetto fondamentale della questione è la politica: quando le tecnologie saranno a disposizione, sarà compito di chi realizza i piani energetici e industriali delle nazioni, di programmare e finanziare la loro implementazione su scala nazionale e globale. Purtroppo, in queste questioni, non sempre la politica favorisce ciò che avvantaggia la collettività rispetto ad interessi economici, di partito o delle corporazioni.

Non si può quindi prevedere con certezza in che misura, e con quale velocità, le nuove tecnologie rinnovabili si diffonderanno. Se le persone spingeranno la politica sempre più verso temi come la tutela ambientale e la lotta al cambiamento climatico, allora probabilmente le nuove tecnologie rinnovabili si diffonderanno più rapidamente.

Le nuove tecnologie rinnovabili sono la soluzione ecologica al fabbisogno energetico?

NO.

Come la quasi totalità dei mezzi di produzione energetica attualmente in uso, queste nuove tecnologie non potranno sostituire interamente quelle attuali, rinnovabili e non.

Lavorando in concerto con essi però, potranno aiutare a ridurre le emissioni di CO2 e di altri gas serra. Proprio come stanno già facendo le fonti rinnovabili attualmente in uso, le nuove tecnologie sono pensate per essere di supporto a sistemi di produzione energetica continuativi. Per come funziona il mondo moderno infatti, è necessario che ci sia un output energetico costante, se non si vuole rischiare di avere dei blackout improvvisi.

Non essendo poi ancora tecnologie in uso, non si può prevedere con certezza quanto le persone saranno disposte ad accettare la loro diffusione. In molti, già ora si oppongono a parchi eolici e fotovoltaici adducendo ragioni paesaggistiche. Non è quindi difficile credere che per gli stessi motivi potrebbero opporsi a parchi di turbine eoliche d’alta quota o centrali idroelettriche ad acqua fluente.

Questi aspetti però non sono “difetti” specifici della tecnologia, quanto la necessità di trovare un compromesso con le persone. Cosa che si può affermare per qualsiasi tipo di realtà produttiva, energetica e non.

Conoscevi già alcune di queste nuove tecnologie rinnovabili? Ce ne sono alcune che ti hanno colpito e che vorresti provare a installare e utilizzare? Faccelo sapere nei commenti.