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Energia eolica in Svizzera
Dove si trovano le zone adatte alla costruzione di impianti a energia eolica? Perché non tutte le zone sono adatte, anche se è a disposizione vento a sufficienza? Quali sono i pro e i contro per la costruzione di un impianto a energia eolica?
A partire da queste tematiche specifiche, la classe ha la possibilità di imparare ad utilizzare il visualizzatore di carte map.geo.admin.ch. Le scolare e gli scolari approfittano così dei dati vari e dettagliati, che possono essere visualizzati tramite questo programma.
Questa unità di insegnamento è stata sviluppata da Reto Hugenberg della scuola di Bremgarten (AG) e provata con una classe.
Introduzione al tema
Il primo impianto a energia eolica è stato costruito in Svizzera nel 1986. Da allora sono stati costruiti costantemente nuovi impianti. Tuttavia, nel 2018 gli impianti a energia eolica esistenti coprivano solo lo 0.2% del fabbisogno elettrico. Nella strategia energetica 2050 della Confederazione, gli impianti a energia eolica dovrebbero arrivare ad una produzione del 7% dell’elettricità necessaria in Svizzera. Pertanto, devono essere trovate dei siti, la cui adeguatezza non dipende solo dalle condizioni ventose.
Con questa unità d’insegnamento, la classe scopre come funziona fondamentalmente un impianto a energia eolica, quali zone sono adatte alla costruzione degli impianti a energia eolica e quali requisiti devono essere soddisfatti. Inoltre, le scolare e gli scolari scoprono i vantaggi e gli svantaggi degli impianti a energia eolica e si devono anche misurare con la valutazione delle fonti informative presenti in rete. In questo modo, si collegano i temi “scienze naturali, storia, geografia”, “natura e tecnologia”, “educazione allo sviluppo sostenibile” (ESS) e “Media e Informatica”.
Descrizione dell’unità d’insegnamento
Presupposti, conoscenze e preconcetti
Per lo svolgimento dell’esercizio è noto quali forme di produzione di energia elettrica sono ecologiche e quali non lo sono. Ed è noto quale sia la relazione tra il raggiungimento degli obiettivi energetici e il raggiungimento degli obiettivi climatici.
Le conoscenze di base dei navigatori web rappresentano un vantaggio. L’introduzione all’uso del visualizzatore di carte può avvenire direttamente durante la lezione.
Tipo di attività
L’attività è adatta quale integrazione delle aree tematiche «Costruzione nel rispetto delle regole», «Materie prime e vettori energetici» (NUS e STS/CCS), «Forme di energia e trasformazione dell’energia» (NUS e NT) o «Ambiente naturale e risorse» (ESS). L’unità d’insegnamento offre degli spunti eccellenti per affrontare e approfondire altre questioni relative alle aree tematiche menzionate sopra e per trattate i temi dell’ESS.
Procedura
In primo luogo, le scolare e gli scolari riflettono su quali siano i luoghi migliori per la costruzione di un impianto a energia eolica e formulano un’ipotesi in merito.
Esercizio n° 1
Un impianto a energia eolica trasforma l’energia eolica in energia elettrica. Quali sono i luoghi migliori per costruire gli impianti a energia eolica? Scrivi una tua ipotesi.
Inoltre, la classe riceverà una panoramica sulla struttura e sulla funzione fondamentale di un impianto a energia eolica e sui luoghi della Svizzera nei quali si trovano già degli impianti. Con l’esercizio n° 2, le scolare e gli scolari vengono a conoscenza dell’unità di misura GWh e si fanno un’idea di quanti impianti a energia eolica dovranno essere costruiti entro il 2050 e per quanti nuclei familiari saranno sufficienti. In questo modo possono calcolare anche la percentuale di energia elettrica che realisticamente potrà essere prodotta dagli impianti a energia eolica in Svizzera nel 2050.
La turbina (1) di un impianto a energia eolica è composta dalle pale (2) e dal rotore (3). La turbina ruota spinta dal vento. La rotazione della turbina porta all’azionamento del generatore (4). In questo modo il generatore produce energia elettrica.
Il primo impianto a energia eolica della Svizzera è stato costruito nel 1986 a Soolhof (Langenbruck). L’energia prodotta era sufficiente per circa 20 nuclei familiari. Nel 2018 nel nostro Paese c’erano 37 impianti, che producevano in totale 122 GWh (GWh = gigawattora) di energia elettrica. Il parco eolico più grande è situato sul Mont Crosin, nel Giura bernese, presso Saint Imier. Lì si trovano 16 impianti a energia eolica, che producono in totale ogni anno circa 80 GWh di energia. Nella Valle del Rodano nel Vallese, presso Entlebuch nel Canton Lucerna e sul Gütsch nel Canton Uri si trovano altri grandi impianti.
In Svizzera dovranno essere costruiti ulteriori impianti a energia eolica. Nel 2018, infatti, tutti gli impianti a energia eolica generavano 122 GWh di energia elettrica, una quantità pari solo allo 0.2% del fabbisogno di energia elettrica della Svizzera e sufficiente per circa 26 000 nuclei familiari. Entro il 2050 dovrebbero essere generati 4000 GWh di energia elettrica.
Buono a sapersi: tutti i nuclei familiari della Svizzera hanno bisogno del 27% circa dell’energia elettrica totale. Il settore dei servizi ha bisogno del 16% circa, l’industria del 18% circa e i trasporti del 38% circa.
Esercizio n° 2
Calcola in base alle indicazioni dei testi precedenti:
a. Quanti impianti a energia eolica dovranno essere costruiti in più rispetto al 2018?
b. Tutti gli impianti a energia eolica, nel 2050, copriranno una percentuale maggiore del fabbisogno elettrico complessivo della Svizzera. Di quale percentuale stiamo parlando?
c. Quanti nuclei familiari potranno ricevere elettricità generata dagli impianti a energia eolica nel 2050?
Con l’esercizio n° 3, la classe potrà farsi un’idea dei diversi vettori energetici utilizzati in Svizzera. Potrà così comprendere quali sono i vettori energetici più usati e perché un investimento nelle fonti energetiche rinnovabili è sensato per il futuro.
Esercizio n° 3
In Svizzera non è necessaria solo l’energia elettrica. Informati nella tistica globale dell’energia svizzera del 2018 su quali sono gli altri vettori energetici usati.
a. Il grafico a pagina 3 della statistica globale dell’energia mostra i vettori energetici usati più spesso, divisi in 9 gruppi. Metti in ordine i gruppi di vettori energetici in base alla frequenza con cui sono usati. Inizia dai più usati.
b. Scrivi almeno un esempio di cose che vengono azionate da ciascuno dei primi cinque vettori energetici.
c. Descrivi lo sviluppo dal 1910 al 2018. Esempio: «L’uso del legno è leggermente aumentato dal 1910»
d. In Svizzera entro il 2050 le emissioni di gas di scarico dovranno essere ridotte. Questo può avvenire ad esempio se saranno usate più auto elettriche. Affinché questo sia possibile sarà però necessaria più energia elettrica. Entro il 2050 si dovrà generare la massima quantità possibile di energia elettrica con le fonti rinnovabili. Il vento, ad esempio, è una fonte di energia rinnovabile.
Parla con una compagna o un compagno di classe: quali altre fonti di energia rinnovabili conoscete e perché sono importanti per il futuro?
Questo esercizio dovrebbe essere concluso idealmente con un dibattito in classe. Ad esempio, discutendo del perché non è possibile costruire semplicemente centrali nucleari per avere a disposizione più energia elettrica, del perché le fonti energetiche rinnovabili come l’energia eolica portano a una maggiore indipendenza dai Paesi esteri o di come l’energia degli impianti a energia eolica può essere stoccata.
In occasione di questo scambio di opinioni è importante che la classe comprenda quanto siano importanti gli impianti a energia eolica al fine di rendere la Svizzera più ecologica per il futuro.
Inoltre, la classe verrà a conoscenza di 5 punti fondamentali per la costruzione di un impianto a energia eolica.
Non tutti i luoghi sono indicati per un impianto a energia eolica. Delle località adatte si trovano sulle alture del Giura, sulle Alpi e Prealpi come anche sull’Altopiano occidentale. Nel 2010, la Confederazione ha redatto delle raccomandazioni per la progettazione degli impianti a energia eolica. I seguenti 5 punti rivestono una particolare importanza:
- Concentrazione degli impianti a energia eolica in luoghi adatti
- Vento sufficiente
- Buona urbanizzazione
- Distanza sufficiente dagli insediamenti
- Compatibilità con la natura e il paesaggio
Esercizio n° 4
Descrivi cosa si intende con ognuno dei cinque punti. Ricerca su Internet, ad esempio:
Ora inizia il lavoro vero e proprio con map.geo.admin.ch. La classe impara quali set di dati sono adatti per trovare un luogo adatto alla costruzione degli impianti a energia eolica.
Misurati dalla base al rotore, gli impianti a energia eolica sono alti dai 50 ai 150 metri. Per la costruzione degli impianti a energia eolica sono quindi interessanti le velocità del vento tra 50 e 150 metri da terra. Su map.geo.admin.ch troverai le mappe sulle quali sono illustrate le velocità del vento alle diverse altezze:
Esercizio n° 5
Apri il sito web map.geo.admin.ch.
a. Per scoprire le funzioni più importanti del sito web, dai un’occhiata a questo video.
b. Ricerca con la funzione di ricerca le mappe seguenti:
- Velocità del vento a 50 metri di altezza
- Velocità del vento a 100 metri di altezza
- Velocità del vento a 150 metri di altezza
c. Confronta le tre mappe. Clicca sulle diverse carte alternativamente e attiva il box informativo delle singole carte (figura 2). Prendi nota delle differenze tra le velocità del vento alle diverse altezze.
d. Rifletti e descrivi la relazione tra velocità del vento ed energia eolica.
e. Cerca la mappa «Impianti eolici». Fatti un’idea del significato dei diversi colori. Clicca sull’ingranaggio e attiva il box informativo.
f. Ingrandisci (zoom avanti) l’immagine in corrispondenza di un parco eolico nella mappa, in modo da poter vedere i singoli impianti.
g. Seleziona un impianto e clicca sul simbolo (figura 4).
h. Mostra a una compagna o a un compagno di classe dove è possibile leggere la velocità del vento e la frequenza del vento.
i. Leggi le informazioni sull’impianto alla voce «Informazioni supplementari».
j. Seleziona tre grandi impianti singoli. Descrivi le relazioni tra gli impianti.
k. Seleziona tre piccoli impianti singoli. Descrivi le relazioni tra gli impianti.
l. Cerca il parco eolico sul Mont Crosin. Spiega perché in quel punto ci sono molti impianti.
m. Cerca l’impianto a energia eolica di Gries. Spiega perché i quattro impianti sono stati costruiti lì.
Dopo che la classe ha preso dimestichezza con le funzioni del visualizzatore di carte e con i set di dati importanti, le scolare e gli scolari cercheranno autonomamente le zone e valuteranno la loro adeguatezza sulla base dei 5 punti.
Esercizio n° 6
Cerca personalmente delle zone che potrebbero essere adatte alla costruzione di impianti a energia eolica. Tieni presenti i 5 punti esposti alla voce «2 Gli impianti a energia eolica non possono essere costruiti ovunque».
a. Seleziona almeno tre zone con la funzione «Disegnare & Misurare sulla mappa». Usa la funzione «Linea» e segui le istruzioni. Nella figura 5 vedrai come potrebbe presentarsi la cosa.
b. In questo modo potrai valutare se in una zona è possibile costruire degli impianti a energia eolica.
- Ricerca la mappa «Eolico: interessi della Confederazione».
- Nell’area demarcata, clicca su un punto in cui, secondo te, varrebbe la pena di costruire un impianto a energia eolica.
- Clicca su «Informazioni supplementari» alla voce «Informazioni oggetto».
Decidi sulla base delle informazioni supplementari se la costruzione di un impianto a energia eolica sarebbe possibile.
Per ognuna delle tue zone demarcate, valuta se un impianto a energia eolica potrebbe essere costruito o meno. Annota per ogni zona una motivazione, come illustrato nell’esempio seguente:
Sul Morgartenberg la velocità del vento è relativamente alta e la montagna è ben accessibile. Tuttavia, sul Morgartenberg si trova una foresta sottoposta a tutela. Per questo motivo, probabilmente non è possibile costruire un impianto a energia eolica.
In conclusione, le scolare e gli scolari si formano un’opinione a favore o contro la costruzione di impianti a energia eolica e redigono una relazione con le competenze apprese.
Esercizio n° 7
Qual è la tua posizione? Sei a favore o contro la costruzione di un impianto a energia eolica? Per formarti un’opinione, dovresti dapprima informarti sugli argomenti delle persone favorevoli e di quelle contrarie. Su Internet troverai le relative informazioni.
a. Cerca almeno cinque argomenti a favore della costruzione di un impianto a energia eolica.
b. Cerca almeno cinque argomenti contro la
costruzione di un impianto a energia eolica.
c. Vai alla pagina http://www.windpark-lindenberg.ch/ e fatti un’idea. La pagina è adatta a formarsi una propria opinione in merito alla costruzione degli impianti a energia eolica. Fornisci delle motivazioni.
Esercizio n° 8
Redigi una relazione sui tre temi seguenti:
a. Descrivi quali zone sono adatte alla costruzione degli impianti a energia eolica. Motiva perché le zone sono adatte.
b. Esponi gli argomenti che ritieni più importanti a favore e contro la costruzione di impianti a energia eolica. Spiega perché gli argomenti sono importanti dal tuo punto di vista.
c. Descrivi perché tu personalmente sei a favore o contro la costruzione di impianti a energia eolica. Per la relazione puoi scrivere un testo corredato da immagini, realizzare un poster o una presentazione, realizzare un video illustrativo, scrivere un articolo enciclopedico o esporre le tue conclusioni in un altro modo. Cerca di rendere al meglio tutti i fatti che hai appreso in questa unità d’insegnamento nella tua relazione.