GENERAZIONE EOLICA IN QUOTA

L 'AQUILONE

L'esistenza degli aquiloni viene documentata in testi cinesi a partire da 2800 anni fa. Con il passare del tempo ne sono state esplorate molte delle possibili applicazioni, di cui un'ampia documentazione, comprensiva delle più recenti evoluzioni, è presente su wikipedia al indirizzo:

  http://en.wikipedia.org/wiki/Special:Search?search=kite&fulltext=Search

GLI AQUILONI
	SkySails Il progetto SAIL POWER , che rende possibile la trazione navi grazie ad una vela in quota, rappresenta il più alto grado di industrializzazione raggiunta negli studi che riguardano le applicazioni del KITE come possibile mezzo per produrre energia. Visualizzare  le immagini dei Kitesurf  o dei parapendio evidenzia la perfezione di queste strutture aerodinamiche che per il nome vengono associate ad un gioco ma che in realtà sono la più elegante realizzazione aeronautica, con pochi kilogrammi di tela e funi e concesso all’ uomo di realizzare il sogno del volo. Sul sito   http://www.skysails.info  è presente  un'ampia  documentazione sul progetto e sono  visibili i filmati delle applicazioni realizzate che dimostrano al di la di ogni dubbio il grande interesse che può avere l'  approfondire la ricerca sulle possibilità di sfruttare i venti in quota. L’estrema manovrabilità dei kites e il loro profilo con caratteristiche simili a quelli di un'ala di aereo permette una veloce movimentazione ed una conseguente captazione di energia non legata alla dimensione dell’ aquilone ma all’area in cui compie le sue evoluzioni. Questa caratteristica,  su cui spesso non si è posta la dovuta attenzione,   è quella che aumenta enormemente le potenzialità dei kites come fonte energetica. .
	Kite Wind Generator Utilizzando lo stesso principio di movimentazione dei kites sono stati sviluppati diversi progetti che generano energia per  trazione come quello della Delft University visibile al sito  http://www.physorg.com/news137388314.htm Oppure come il progetto della Kite Gen per grandissime potenze che mettono in rotazione un grande generatore ad asse verticale. Visibile al sito:    http://www.kitegen.com/index_it.html
	RotoKite Il Rotokite è un  progetto innovativo proprietà della Sequoia,   www.sequoia.it, sviluppato su un'idea di Gianni Vergnano . Esso utilizza  profili aerodinamici simili a quelli dei kites  posti in rotazione sul proprio asse per emulare le prestazioni di una grande elica che opera in quota. Il ricorso al principio di rotazione semplifica radicalmente la difficile problematica del controllo volo dei kites ed elimina le difficoltà tecniche legate alla lunghezza dei cavi, permettendo la produzione di energia eolica a bassissimo costo. La rotazione di profili aerodinamici ultraleggeri attorno al proprio asse rende possibilela captazione del vento nell’area di rotazione generando così una forza di trazione sul cavo di vincolo, che aziona, per srotolamento,  la puleggia di un generatore posto a terra.Raggiunta la quota prestabilita si interrompe la fase di trazione ed inizia una veloce fase di recupero con chiusura dei profili, fino alla quota di inizio ciclo. Video del funzionamento del RotoKite con audio in inglese Leggi una dettagliata descrizione del funzionamento del RotoKite
LA MONGOLFIERA
	Il progetto Magenn L'utilizzo di gas leggeri ha sostituito l'aria calda nei moderni palloni aerostatici, la società Magenn ha realizzato un progetto visibile al sito:   http://www.magenn.com   La rotazione  aziona generatori elettrici installati a bordo e l’ energia prodotta viene inviata a terra con cavo elettrico. La previsione è quella di realizzare sistemi di generazione con potenze variabili da 10 a 1000 kw  nel periodo 2009/16.
L'ALA FISSA
	LADDERMILL Un progetto del prof.Oekels e degli studenti dell’ Università di Delft ipotizza la produzione di energia anziché con aquiloni con ali rigide che alternano fasi ascendenti creando una trazione su cavo alternate a fasi  recupero in cui i profili aerodinamici vengono, modificando il loro assetto,fatti scendere rapidamente. Su  Youtube   è  visibile un animazione all’ indirizzo http://it.youtube.com/watch?v=Si5lVNiKsz4
L'ALA ROTANTE
	Flying Electric Generator Il professore australiano  Bryan Roberts ha realizzato un prototipo di generatore eolico che ha denominato Flying Electric Generator(FEG). Il progetto del Prof. Roberts Bryan è stato premiato dal Time  come TIME's Best Inventions of 2008  Il progetto e tutta la problematica della generazione in quota è stata molto ben documentata sul sito http://www.skywindpower.com/ww/index.htm Il peso della struttura di captazione e di trasformazione del energia prevede un utilizzo in zone di forte vento o in alta quota. Su Youtube è visibile il volo del primo prototipo all indirizzo   http://it.youtube.com/watch?v=gExAQq2VzgQ
	L’ Heli Wind Power Un progetto di Gianni Vergnano che riprende il concetto del Flying Eletric Generator  introducendo due varianti destinate ad alleggerire il sistema per renderlo adatto a produrre energia anche con venti di minore intensità. Il progetto contempla infatti da una parte l’ alleggerimento dei rotori con uso di tiranti e dall' altra  la trasmissione meccanica a terra dell’ energia generata in quota mediante l’ utilizzo di speciali pulegge. Eliminare i generatori elettrici dalla struttura in quota  rappresenta un duplice vantaggio : la riduzione del peso ed eliminare la necessità dei cavi elettrici che potrebbero attirare fulmini.  Per quanto riguarda la trasmissione di potenza le  recenti innovazioni riguardanti il  campo delle fibre, permettono di pensare ad un cavo ad anello che operi fra due sistemi di pulegge con ruote multiple interconnesse. Si può determinare così su ogni singolo sistema di puleggia un attrito con il cavo ad anello che evita così  lo  scivolamento e permette una trasmissione continua di energia. Una sintesi del progetto è visibile aprendo il file sottostante:

Gli altri progetti 

 Esistono numerose altre ricerche visibili sul sito: 

http://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_wind_turbine

Il mancato sviluppo:  Problemi e vantaggi dell’ eolico in quota

- Un problema: i brevetti

Può sembrare strano ma i brevetti sono, a nostro parere, la principale ragione per la quale l'eolico in quota non si è sviluppato.

I molti progetti di utilizzo degli aquiloni o di altre tecniche abbastanza intuitive con il fine di generare energia hanno dato luogo alla registrazione di  centinaia di brevetti, a volte molto generici,  ma comunque sufficienti a permettere un'azione contro chi spenderà risorse per cercare  di verificarne le effettive possibilità di  sviluppo.

Si è determinato così nel settore un ambiente del tutto sfavorevole alla ricerca e alla sperimentazione poiché su ogni tentativo  di sviluppo può incombere un azione legale.

La conseguente mancanza di importanti iniziative di ricerca ha dato origine ad un generico scetticismo sulle possibilità effettive della generazione eolica in quota a prescindere da quelli che sono i dati tecnici e gli studi che invece ne dimostrano le reali possibilità applicative.

- Una carenza: l'attenzione ed i finanziamenti alla ricerca sull’eolico in quota

E' chiaro che oggi l'Europa ha una grandissima necessità  di sviluppare nuove tecnologie che siano adatte a fronteggiare il grande problema dei cambiamenti climatici e della  produzione di energia, ma purtroppo le iniziative fin ora prese non sono riuscite a dare la giusta spinta allo sviluppo e alla sperimentazione nel promettente settore dell'eolico in quota.

L'Unione Europea infatti, all'uscita dei bandi di ricerca del VII° programma Energia  2007/2015 ha destinato tutti i fondi per la ricerca nel settore eolico  allo sviluppo di campi industriali come quello dei mulini a vento ( già di per se ricco di risorse ) trascurando completamente il finanziamento della ricerca e dello sviluppo del settore dell'eolico in quota.

La stessa cosa è avvenuta con i bandi Italiani del Ministero dell’ industria.

- Un falso problema: Le zone di volo

L’obiezione più frequente che viene fatta all’ esposizione di un progetto di generazione in quota è quella che questi sistemi possano costituire un pericolo per il volo aereo.

Oggi tutti gli aerei sono dotati di sistemi di posizionamento satellitare per cui la delimitazione di parchi eolici o anche di singole strutture, purchè opportunamente segnalate, non costituisce il minimo impedimento alla navigazione aerea.

Già oggi esistono numerosissime aree interdette al volo e, come esemplificato nel progetto Sky wind power, la presenza di palloni aerostatici sul confine Stati Uniti - Messico ai fini di evitare il trasporti aerei illegali non ha mai determinato incidenti.

- Un semplice calcolo : l'efficienza dei sistemi

Il vento in quota spira con maggiore intensità e continuità rispetto al vento al suolo.

Salendo in quota 400 / 800 è facile incontrare venti che sono di intensità doppia rispetto a quelli intercettabili con un generatore eolico tradizionale che opera ad un altezza media di 70 metri. Al raddoppio della velocità del vento l ‘energia aumenterà con il cubo, ovvero di otto volte.

Inoltre in quota aumenta la durata del tempo durante il quale spirano venti utili alla generazione, per cui è realistico prevedere almeno un raddoppio delle ore di lavoro.

Indicativamente possiamo dire che a quote intermedie è disponibile un energia pari ad almeno 16 volte quella che si può avere in un sito già di per sé adatto alla generazione eolica

Appare evidente che anche una possibile minor  efficienza dei profili alari dei sistemi di generazione in quota sarà irrilevante considerato il grandissimo incremento di energia disponibile.

- Una grande semplificazione : le strutture di sostegno

La captazione del vento in quota non necessita della realizzazione di strutture di sostegno, poiché tutte le ipotesi immaginate fino ad oggi determinano esclusivamente una trazione fra il punto di vincolo a terra o su nave e l’ elemento aerodinamico in quota, al contrario di quanto invece avviene nel caso dei grandi generatori che necessitano di  torri di quasi 100 metri di altezza.

Quanto sopra non determina solo una grande riduzione di costi, ma soprattutto permette di posizionare con grande facilità i generatori per esempio su piccole piattaforme galleggianti o persino  in acque profonde dove è molto difficile intervenire con altre tecnologie.

- L'impatto ambientale

Lo spazio occupato a terra è estremamente ridotto rispetto alla maggioranza degli altri sistemi e non presenta i problemi di inquinamento acustico che sono frequenti in zone densamente popolate.

Inoltre la possibilità di posizionare a quote relativamente alte i sistemi di generazione ne può ridurre al massimo l’impatto visivo.

Anche se  per il momento non sono possibili valutazoni certe  sull'impatto climatico che sarà prodotto dall'eolico per certo sappiamo che fonti come il petrolio producono una media di 725 grammi di anidride carbonica per ogni kw di energia prodotta.

- Guardando il cielo: l’ubiquità

Osservando la mappa dei venti che spirano in Europa a 80 metri di quota si nota come l’energia eolica a terra possa essere sfruttata solo in una piccola parte del territorio.

http://www.windpower.org/en/tour/wres/euromap.htm

Se invece ci alziamo in quota la situazione cambia completamente e, aggiungendo la possibilità di operare in mare, la  maggioranza della superfice terrestre appare adatta allo sfruttamento dell'energia dei venti.

http://farm3.static.flickr.com/2356/1601661229_60b6c9ce4b.jpg

- Costi

La generazione eolica a terra  nei siti ventosi del Mare del Nord ha un costo stimato in circa 0,06centesimi di euro a Kw,  sicuramente il più basso costo,  escluso l’idroelettrico, per quello che riguarda le energie rinnovabili. I sistemi in quota invece, molto più semplici nella struttura e nel funzionamento, si stima che abbiano costi dell’energia prodotta inferiori ad 0,01 euro a Kw.

La semplicità delle strutture inoltre determina un decisivo abbassamento dei costi di costruzione dell'impianto, sia del punto di vista finanziario ma anche dal punto di costi energetici per la realizzazione .

Un ulteriore vantaggio appare legato ai bassi costi dei sistemi eolici in quota, tali da poter  essere ammortizzati in pochi anni e da rendere i sistemi facilmente sostituibili  qualora questa tipologia di generatori eolici risultasse superata da tecnologie più efficienti.

- Idee per lo sviluppo

Sono moltissimi i sistemi di produzione di energia che possono essere sviluppati, ma la generazione in quota nonostante le eccezionali potenzialità, appare incomprensibilmente come il sistema dotato di minori risorse per la ricerca e di minori aspettative

Gli ostacoli più importanti ci appaiono come già detto la privatizzazione della ricerca , l’ immotivato scetticismo sul settore e le preoccupazioni per l’occupazione dello spazio aereo

Per uno sviluppo rapido, vista la lentezza dei finanziamenti pubblici alla ricerca, pensiamo occorrano approcci non convenzionali come quello proposto da Google con il progetto 10^100 project cui partecipa il progetto Rotokite o ancor meglio iniziative come quella di Virgin che ha indetto un concorso con un importantissimo premio per la riduzione della Co2 in atmosfera

Realizzare un valido progetto dimostrativo di generazione eolica in quota potrebbe aprire una strada dalle prospettive oggi inimmaginabili.

- Il blog di XercesBlue

E' possibile utilizzare il blog all'indirizzo http://xercesblue.blogspot.com come luogo di discussione.