Le torri modulari delle turbine eoliche in legno sono efficienti in termini di costi e a emissioni zero di CO2
Secondo l’Agenzia internazionale dell’energia, l’energia eolica dovrebbe diventare la più grande fonte di energia entro il 2027. Per raggiungere quest’obiettivo, un ruolo molto importante sarà giocato dalla costruzione di centrali eoliche più alte. Centrali più alte producono più energia rinnovabile a costi inferiori. Modvion ha sviluppato una torre modulare trasportabile in laminato di legno per consentire l’assemblaggio sul posto in maniera efficiente in termini di costi. L’azienda ha già realizzato un prototipo di 30 metri per una turbina di ricerca commissionata dallo Swedish Wind Power Technology Centre, di prossima installazione a Björkö, un’isola vicino a Göteborg. Il supporto dell’UE tramite il progetto Modvion ha consentito all’omonima azienda svedese di creare un piano aziendale. Questo è stato basato sull’analisi della progettazione concettuale, sulla fattibilità tecnica e commerciale, e sulla valutazione dei rischi dello sviluppo di una torre alta 110 metri per una centrale alta 150 metri. L’azienda di pubblici servizi svedese Varberg Energi ha manifestato l’intenzione di comprare proprio una torre di questo tipo su scala commerciale al fine di installarla nel 2022. Lo sviluppatore di progetti eolici Rabbalshede Kraft ha manifestato interesse nell’acquisto di 10 torri, di oltre 150 metri di altezza, per il proprio progetto Fägremo.
La fibra di carbonio della natura
Le torri per turbine più comuni sono composte da acciaio tubolare e, a causa del loro largo diametro di base, sono difficili da trasportare, con restrizioni stradali generalmente limitate a circa 4,5 metri di altezza/larghezza. Altre soluzioni, come ad esempio le torri in ibrido acciaio-cemento, acciaio modulare o a traliccio, sono tutte più costose e producono grandi quantità di emissioni di CO2 durante la produzione (il 15 % di emissioni di CO2 globali; l’8 % per il cemento e il 7-9 % per l’acciaio). La soluzione in legno progettata da Modvion consente di piegare e conformare moduli in simil-compensato, progettati per facilitare il trasporto. I moduli sono assemblati insieme in situ in sezioni circolari che vengono in seguito impilate le une sulle altre e unite per dare forma all’intera torre. «Anche se il laminato di legno richiede volumi più grandi dell’acciaio, che si traducono in pareti più spesse, ciò non risulta un problema. Il legno è più economico del 70 % rispetto all’acciaio a parità di resistenza, e ha già assorbito CO2 dall’atmosfera, che verrà poi immagazzinata nella struttura. Sostituendo una singola torre in acciaio di 150 metri con una torre in legno, abbiamo calcolato che, durante la sua costruzione, si evitano 2 000 tonnellate di emissioni di CO2», afferma Karin Björe, responsabile del progetto. Tra i test e le simulazioni del prototipo sono stati inclusi il metodo degli elementi finiti (o FEM) e l’analisi strutturale della costruzione della torre, test di laboratorio della resistenza meccanica e di quella strutturale statica, oltre a test per la producibilità. Dopo il collaudo, il team ha ottenuto una centinatura del legno sull’intera altezza della torre di 30 metri, di appena 2-3 mm, ben al di sotto dei limiti di tolleranza.
Espansione
Modvion sta contribuendo all’obiettivo dell’UE di aumentare la produzione di energia rinnovabile. Il suo approccio innovativo può sostituire l’energia a base fossile che produce emissioni di CO2 con energia eolica meno pericolosa dal punto di vista ambientale e più efficiente in termini di costi. Allo stesso tempo, sostituisce materiali a intense emissioni di CO2, come l’acciaio e il cemento, con laminato di legno rinnovabile. «Abbiamo dimostrato che è possibile progettare le strutture più impegnative in laminato di legno, riducendo ulteriormente gli ostacoli all’uso del legno in altre applicazioni, come ad esempio i grattacieli o i ponti», afferma la Björe. Dopo l’installazione della torre commerciale alta 110 metri per Varberg Energi, il team intende espandere la propria capacità produttiva e il mercato che offre agli early adopter in Svezia e altrove.
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