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Il Kite Wind generator o KiteGen è un innovativo progetto italiano, che sfrutta i venti di alta quota e che 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 i 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].

Storia Modifica

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 pubblica nel 1980 sul Journal of Energy i risultati delle sue analisi sulle potenzialità energetiche del sistema[1] e registra 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, senza rendersi conto delle enormi potenzialità dell'invenzione.

Struttura del kitegen Modifica

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. Tramite cavi i profili alari sono ancorati al suolo ad una struttura che viene trascinata in un movimento rotatorio e che genera energia elettrica. Tale struttura è la turbina dell'impianto eolico d'alta quota 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.

Sei profili alari di potenza controllati automaticamente sono in grado di tenere in rotazione una turbina di 1.600 metri di diametro alla velocità di 15 giri all’ora, il che permette di generare la potenza di 1 gigawatt, l'equivalente di una centrale nucleare di media potenza a un costo 40 volte inferiore (80 milioni di euro contro i 2,5 miliardi per la costruzione e 0,5 miliardi per lo smantellamento di una centrale nucleare, oltre al costo di stoccaggio/smaltimento delle scorie radioattive).

In altre parole 1 km cubo di cielo è in grado di generare 1 gigawatt di potenza per l'80% del tempo di un anno.

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.

Venti di alta quota Modifica

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 mila o 5 mila 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/m2), 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 utilizzare è quello intorno agli 800 metri di altezza con velocità medie di 7 m/s e potenza specifica di 200 W/m2 [3]. Per esempio una sezione di vento larga 1000 metri e con una altitudine tra i 600 e i 1000 metri ha una potenza pari a quella di una 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.

Finanziamenti Modifica

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. Template:Cn

Nell'ambito del 7° 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.

Mobilegen Modifica

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 bassa quota 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.

Stem Modifica

A dicembre 2010 è stato realizzato lo Stem a Sommariva Perno (CN), il primo prototipo statico del kitegen. La potenza dell'impianto è di 3 Mw [4]. 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 [5].

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. [6]

Il kitegen carousel avrà un funzionamento differente e si baserà sulla velocità del kite e non sulla potenza come nello Stem.

Note Modifica

  1. Crosswind Kite Power, Miles L.Loyd, Journal of Energy, Vol. 4, No. 3, Article No 80-4075

Voci correlateModifica

Collegamenti esterni Modifica

Fonti Modifica



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