Kite Wind Generator

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Schema funzionamento Wind Farm

Il KiteGen è un progetto italiano per la produzione di energia elettrica sfruttando i venti di alta quota. Il progetto prevede due filoni principali di sviluppo: il KiteGen Stem (centrale eolica che sfrutta la trazione generata da un singolo kite) ed il KiteGen Carousel (centrale eolica ad asse di rotazione verticale, azionata da molti kites contemporaneamente). In quest'ultimo caso, proprio il diverso orientamento dell'asse di rotazione dovrebbe eliminare tutti i problemi statici e dinamici che impediscono l'aumento della potenza (cioè delle dimensioni) ottenibile dagli aerogeneratori tradizionali.

Dopo un inizio promettente, ma funestato da problemi burocratici incontrati nel sito di Berzano di San Pietro (AT), il prototipo a scala industriale si sta costruendo a Sommariva Perno (CN) [1] [2].

Venti di alta quota[modifica | modifica sorgente]

Esistono due nastri di vento che avvolgono la terra, uno passa sopra la Terra del Fuoco nell'emisfero australe e l'altro passa sopra l'Europa. L'altezza del nastro europeo va da circa 500 metri fino a 10.000 metri di altitudine mentre la larghezza è di 4 000 o 5 000 km. I dati salienti sono una potenza media di 2 kW al metro quadrato e un numero di ore annuali pari a circa 7000 (un anno ha 8760 ore).

Il vento di alta quota ha quindi la caratteristica di essere quasi sempre presente ed è molto forte (15 m/s ovvero 2 kW/m^2), mentre quello a livello del terreno è forte solo in pochi siti e per circa 1700-1800 ore all'anno (ore che rappresentano il rapporto kWh prodotto in un anno rispetto alla potenza dell'aerogeneratore).

Il vento che si pensa di sfruttare è quello che spira fra 800 metri e 1500 metri di quota con velocità medie di 7 m/s e potenza specifica di 200 W/m^2 [3]. Per esempio una sezione di vento larga 1000 metri e con una altitudine tra i 1000 metri e i 1200 metri ha una potenza pari a quella di una media centrale nucleare (gigawatt). Un kitegen i cui profili alari spazzolino tale sezione di vento è quindi alternativo ad una centrale termoelettrica o nucleare di medie dimensioni.

Storia[modifica | modifica sorgente]

L'idea di utilizzare aquiloni per catturare l'energia dei venti di alta quota e trasformarla in energia meccanica o elettrica non è nuova. Una delle prime trattazioni teoriche, alla base di molti lavori di ricerca più recenti, si deve a Miles L.Loyd, ingegnere impiegato al Lawrence Livermore National Laboratory, che per primo pubblicò nel 1980 sul Journal of Energy i risultati delle sue analisi sulle potenzialità energetiche del sistema[4] e registrò un proprio brevetto per lo sfruttamento industriale del concetto. La tecnologia non era però sufficientemente matura in quegli anni per consentire la realizzazione di un prototipo funzionante.

L'idea del Kite Wind Generator è dell'industriale Massimo Ippolito che, osservando i kitesurfer, ha notato la grande quantità di energia che i kite erano in grado di raccogliere e ha pensato che un sistema analogo avrebbe potuto produrre energia elettrica. Nonostante oggi si tratti probabilmente del più promettente dei progetti di generazione di energia pulita, all'inizio l'idea sembrava così azzardata che lo stesso Ippolito la accantonò per alcuni anni, pur rendendosi conto delle enormi potenzialità dell'invenzione.

KiteGen Carousel[modifica | modifica sorgente]

Il problema di "catturare" il vento è risolto dall'idea di impiegare profili alari di potenza (Power Kites) i cui movimenti sono controllati automaticamente da un computer. I profili alari sono ancorati tramite cavi ad una struttura che viene trascinata in un movimento rotatorio e che genera energia elettrica. Tale struttura funziona come la turbina di un impianto eolico, mentre i kites sono le "pale" della turbina. I profili alari di potenza volano secondo traiettorie prestabilite, che permettono di trasformare la forza esercitata sui cavi in una coppia complessiva concorde che mette in rotazione la turbina ad asse verticale.

Come controllabile sul sito della Kite Gen, una centrale da 100MW necessita di un anello di 1000m (mille metri) di diametro, generando così 500GWh di elettricità in un anno [cioè funzionando a pieno regime per il 57% del tempo, NdA]. Il costo stimato è di 0.03€/kWh, con un netto abbassamento dei costi sia rispetto ai combustibili fossili che alle attuali rinnovabili. La centrale Kite Gen, infine, necessiterebbe di un'area d'interdizione al volo del tutto simile a quella degli attuali impianti (come centrali nucleari, petrolchimici, caserme, obiettivi sensibili, ecc.) per un'altezza di 5000 ft (1524 m) ed un raggio di un miglio nautico (1852 m).

L'ulteriore vantaggio dei profili alari di potenza risiede nel fatto che la lunghezza del cavo può permettere loro di raggiungere altezze oltre i 500 metri, dove scorre il vento di alta quota, senza introdurre criticità strutturali.

Mobilegen[modifica | modifica sorgente]

Ad agosto 2006 è stato sperimentato un primo prototipo di KiteGen dal nome Mobilegen, che ha le caratteristiche di essere mobile perché montato su un camion e di raggiungere quote limitate, in quanto il kite genera energia col vento di superficie.

Un generatore mobile di seconda generazione è stato sperimentato a settembre 2007 nell'aeroporto F. Cappa di Casale Monferrato (AL). L'unità chiamata KSU1 ha utilizzato un profilo alare di potenza che è stato fatto volare all'altezza di 800 metri con controlli automatici. Le sperimentazioni sono durate tre giorni e hanno richiesto particolari permessi all'aviazione civile e militare.

KiteGen Stem[modifica | modifica sorgente]

A dicembre 2010 è stato realizzato lo Stem a Sommariva Perno (CN), il primo prototipo statico del kitegen. La potenza prevista per quest'impianto è di 3 Mw [5]. Per produrre energia lo Stem avrà un funzionamento elementare a yo-yo: le funi saranno srotolate con il kite in portanza e metteranno in funzione il generatore di elettricità. Raggiunta la distanza massima del kite dall'impianto, questo verrà messo in posizione di stallo e il kite verrà ritirato, quindi il ciclo si ripeterà. Video dello Stem appena completato [6].

Nota: il progetto ha subito alcuni ritardi: i lavori sono stati iniziati a Berzano San Pietro con l'assenso della giunta comunale ma un piccolo gruppo di persone si sono opposte al progetto portando all'abbandono dei lavori. Quindi si è scelta la località di Sommariva Perno. [7]

Finanziamenti[modifica | modifica sorgente]

A giugno 2006 il kitegen era stato selezionato per ricevere un finanziamento pubblico nell'ambito dei Fondi per l'Innovazione Tecnologica (FIT) del Ministero per lo Sviluppo Economico, bandi "Energia" e "Digitale" 2005. Tuttavia, avendo il progetto ricevuto una valutazione di "priorità B" nel bando "Digitale", la procedura di valutazione non è stata esperita a causa dell'esaurimento dei fondi. Per quanto riguardava invece il bando "Energia", l'ente valutatore (Istituto bancario Sanpaolo) non ha completato la procedura e il finanziamento non è stato erogato.[senza fonte]

Nell'ambito del 7º Programma-quadro dell'Unione europea un'elaborazione del progetto kitegen nell'ambito del settore trasporti è stato valutato "eccellente", ricevendo un finanziamento di 3M€ per la realizzazione di "soluzioni basate su profili alari per la generazione di energia elettrica a bordo di navi, per trazione e gestione di servizi ausiliari" (proposta n° 218691; acronimo: "Kit-Ves"). L'erogazione dei fondi partirà nell'ottobre 2008.

A partire dal 2008 Wind Operations Worldwide S.p.A. (in sigla WOW S.p.A.) (fondata come società a responsabilità limitata), una società di piccoli investitori, ha contribuito al progetto acquistando quote di Kitegen Research S.r.l., la società che detiene i brevetti del Kitegen. Ad oggi WOW S.p.A. partecipa al capitale con il 2,4% delle quote.

Nel 2012 la Soter S.r.L. che raccoglie piccoli e medi investitori rileva il 20,5% di Kitegen Research S.r.l. e nel 2013 rileva interamente la quota del 2,4% precedentemente detenuta da WOW S.p.A.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Da comune.sommarivaperno.cn.it
  2. ^ Da aspoitalia.it
  3. ^ Da kitegen.com
  4. ^ Crosswind Kite Power, Miles L.Loyd, Journal of Energy, Vol. 4, No. 3, Article No 80-4075
  5. ^ Da aspoitalia.it
  6. ^ Video
  7. ^ Da yespolitical.worldpress.com

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]