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Progetto Kite Wind Generator (KWG) - Andrea Bartolazzi -

Da alcuni anni appare sulla stampa notizia di un progetto all’apparenza bizzarro. Riguarda la produzione di energia elettrica con gli aquiloni. Il sistema prevede un numero imprecisato di aquiloni ad altezze di molte centinaia di metri fino a mille metri. Questi aquiloni trainano una sorta di giostra e la giostra fa girare un generatore che produce energia. Il nome del progetto è Kite Wind Generator (KWG) e se ne possono trovare riferimenti nel sito www.kitewindgenerator.com. È un sistema fantasioso e date soprattutto le dimensioni chilometriche dei cavi degli aquiloni può ingenerare dubbi sulla sua effettiva realizzabilità. In realtà questo progetto racchiude molti elementi tecnici positivi che potrebbero farne l’energia eolica del futuro.

Il vantaggio principale degli aquiloni rispetto alle pale dell’AEROGENERATORE è che si possono portare ad altezze a cui la ventosità è mediamente più alta. Infatti trovare un sito con media di vento 8,5 m/s a cento metri è molto raro, ma non lo è affatto a 700-1000 metri ove le velocità medie possono essere attorno agli 11 m/s. La potenza cresce col cubo della velocità e questo significa un aumento deciso della potenza. Anche il fermo macchina per mancanza di vento si riduce, grazie allo spostamento verso destra di tutta la curva di Weibull, la curva probabilistica della ventosità. Questo effetto potrebbe essere anche esaltato dalla eventuale capacità del sistema di variare la dimensione e il numero degli aquiloni, operazione non fattibile con le pale degli aerogeneratori data la complessità.

Secondo i ricercatori che stanno sviluppando il sistema, Massimo Ippolito di Sequoia Automation e Mario Milanese del politecnico di Torino questo sistema potrebbe arrivare a produrre oltre un Gigawatt di potenza nominale. Del calcolo della potenza producibile si è occupata anche l’università di Heidelberg, confermando per uno dei sistemi proposti le previsioni di Ippolito e Milanese.

Altro motivo di ottimismo è il costo. Tutte le energie RINNOVABILI sono poco dense, e per questo motivo necessitano di mezzi estesi e perciò costosi per la loro raccolta. Per tenere accesa una lampadina  da 300 W serve un metro quadrato di area spazzata dalle pale dell’AEROGENERATORE tradizionale. Quanto costa un metro quadro di area spazzata con l’aquilone? Meno dell’AEROGENERATORE tradizionale, secondo i ricercatori, ma soprattutto si possono spazzare centinaia di migliaia di metri quadrati invece delle poche migliaia dell’eolico tradizionale (Vestas V90- 6350 m2).

I vantaggi sono perciò consistenti. Alcune domande sorgono spontanee osservando il progetto.

La prima obiezione che viene in mente pensando a questo sistema è la grande occupazione di spazio aereo e terrestre. Per manovrare da un punto centrale un aquilone di un chilometro di altezza serve almeno una zona libera di un chilometro di raggio, per evitare problemi con altre attività umane. A ben pensare però questa occupazione non è straordinaria. Ad esempio occupare 9 chilometri quadrati di superficie (900 ettari), un quadrato di tre chilometri di lato, non è molto di più dell’occupazione di una grande centrale nucleare. Le potenze producibili sono confrontabili.

Si riesce a controllare un aquilone in maniera automatica? Tutto lascia pensare di si. In Germania esiste già un prototipo di aquilone per trazione di navi che si controlla automaticamente (vd. Sito www.skysails.info). Le velocità di spostamento dell’aquilone Skysails non sono confrontabili con il progetto KWG, ma la realizzazione pratica di Skysails lascia ottimisti. Comunque una buona parte dello sforzo di ricerca dei progettisti viene fatto ad oggi su questo capitolo.

Cosa dire dei cavi di un chilometro, riusciranno a reggere allo sforzo necessario per produrre un Gigawatt di potenza, e non saranno troppo pesanti ed ingombranti? Qui vengono in aiuto nuovi materiali sintetici molto più resistenti alla trazione dell’acciaio (4 volte), e molto più leggeri, tanto che un cavo di un chilometro potrebbe pesare a parità di sforzo sotto i cento chili, contro le tonnellate di un cavo in acciaio.

Cosa dire dei pericoli per gli uccelli? Certo un sistema così alto e ingombrante darà qualche ulteriore problema agli uccelli di passaggio. Probabilmente sarà necessario uno sforzo di segnalazione consistente. Non essendo ancora definita la forma finale dell’impianto questa riflessione appare comunque prematura.

Se tutto è così conveniente perché non si è fatto prima? Probabilmente perché lo stato della tecnica dei controlli automatici, i materiali, e la necessità di un cambio di tecnologia non erano maturi. Inoltre il concetto di valore della produzione energetica discontinua è nuovo. Ancora oggi molti fanno fatica ad accettarlo da parte dell’eolico tradizionale e del FOTOVOLTAICO.

Lo stato del progetto è ad oggi ancora fortemente prototipale. La scorsa estate sono stati testati i primi aquiloni comandati meccanicamente, ma la forma finale del complesso dell’impianto non è ancora definita. Inoltre non sono ancora completamente definibili il decollo e l’atterraggio degli aquiloni. I test in corso sulla meccanica della trazione, sul controllo degli aquiloni e sull’aerodinamica saranno decisivi per decidere la forma del generatore.

A detta dei ricercatori questo sistema potrebbe addirittura funzionare come baseload, ossia come produzione continua giorno e notte. Forse questa visione è troppo ottimistica, anche perché esistono varie rilevazioni LIDAR (uno strumento per la misura della velocità del vento a quote fino ed oltre 1000 metri) che dicono che il vento a quota 1000 metri non c’è sempre. Questo però non inficia la validità del progetto, anzi la presenza di zone di vento ad altezze variabili rende ancora più sfruttabile la peculiarità del KWG, per la possibilità di produrre a varie quote.

Non esiste un conflitto tra l’eolico tradizionale e questo progetto così innovativo. Sono due tecnologie che appartengono a mondi temporalmente separati. L’eolico tradizionale è una tecnologia matura che ha conosciuto una evoluzione forsennata negli ultimi 20 anni, oggi si avvicina ai suoi limiti strutturali e risponde ai bisogni odierni di energia rinnovabile. Il progetto KWG, se riuscirà a diventare un progetto industriale, si avvarrà del cammino fatto dall’eolico odierno e lo sostituirà lentamente, come succede sempre nel mondo della produzione di energia.
Per questo motivo non ha senso oggi procrastinare dicendo, non facciamo l’eolico e aspettiamo l’arrivo della tecnologia KWG. Questa potrebbe arrivare in dieci o in vent’anni e la Terra non può aspettare e non può rischiare oltremodo. Inoltre l’eolico odierno apre la strada anche agli altri sistemi di produzione energetica eolica, oltre che a tutti i sistemi di produzione di energia rinnovabile discontinua.