Kite Gen, il nuovo eolico troposferico

pubblicato: mercoledì 20 febbraio 2008 da Uscia

nuova tecnologia per lo sfruttamento del vento. Foto Kite Gen Abbiamo parlato del Kite Gen (qui ad esempio), ma il nuovo impianto si presenta ancor più rivoluzionario nelle sue dimensioni. Infatti è composto da un anello di 20 Km di dimetro (come il Grande Raccordo Anulare di Roma) da cui partono una serie di leggeri profili alari che volano ad una altezza di 10 Km vincolati alla base attraverso delle funi che hanno il compito di farla girare e produrre così energia.

Questo immenso impianto è stato studiato per essere installato in mezzo al mare ma soprattutto per produrre una quantità di energia elettrica che potrebbe essere sufficiente a coprire il fabbisogno elettrico del nostro paese anche in giornate non particolarmente ventose. Lo scopo di questa tecnologia è proprio quella di sfruttare la fonte energetica eolica altrimenti non sfruttabile con i comuni generatori.

Il cervello del progetto è un software che pilota automaticamente i profili alari ricevendo dati radio dai sensori avionici montati a bordo, in maniera che le traiettorie di volo possano essere controllate e normalmente dirette a massimizzare la produzione di energia. Inoltre il software permette di far girare la base alla velocità desiderata.

Oltre al vantaggio di poter sfruttare fonti energetiche a quote irraggiungibili con le comuni turbine, questa tecnologia offre una maggiore efficienza delle ali, infatti l’intero profilo alare vola a velocità di 70 - 80 m/s. Secondo alcune analisi finanziarie per una centrale Kite Gen da 100 MW con un ciclo di vita di 20 anni proietta un costo dell’energia prodotta inferiore a 30 € per MWh rispetto ai 60 € da combustibili fossili.

Dal punto di vista ambientale i vantaggi sono rappresentati dalla riduzione di gas climalteranti ma soprattutto dal “poco ingombro” se relazionato alla quantità di energia prodotta. E’ ovvio però che, per motivi di sicurezza, l’installazione di una centrale come questa richiederebbe la chiusura dello spazio aereo.

Ad oggi è stato costruito un primo prototipo con il nome in codice KSU1. Questo, grazie all’autorizzazione dell’ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) viene testato ad un altezza di 800 m e i primi risultati sembrano essere più che soddisfacenti. Va sottolineato, come già presentato in precedenza, che nel mondo si stanno sviluppando molte altre tecnologie simili a queste.

Via | Kite Gen
Foto | Kite Gen

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20 commenti

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Commenti dei lettori

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DrSlump
20 feb 2008 - 03:20 - #1

1 punto

secondo voi verrà realizzato? Oppure meglio le centrali nucleari con un termovalorizzatore ad accelleratore di particelle che “brucia” i rifiuti radioattivi delle centrali nucleari, come proposto da sua eminenza Rubbia?
E poi vuoi mettere con il carbone pulito e coi termovalorizzatori di ultimissimissima generazione dalle cui ciminiere esce profumo di lillà?
debborahh
20 feb 2008 - 08:26 - #2

0 punti

come fai a far decollare tutti sti profili alari,hai mai provato a far decollare un aquilone?
eppoi e se si spezzano i cavi?lo spazio occupato e’ relativamente poco,ma sti c…i immagina se si dovesse rompere un cavo da 10 km di lunghezza,sarebbe la frusta piu’ lunga del mondo.
quindi oltre allo spazio aereo devi interdire lo spazio di superficie,con un area immensa.
ma se devi farci la manutenzione tu ti avvicineresti,sapendo che si potrebbe spezzare un cavo???
secondo e’ da fuori di testa.
infatti nel mondo ci sono soluzioni migliori ad esempio magen…
spidernik84
20 feb 2008 - 09:47 - #3

1 punto

Bello e promettente, ma veramente troppo complicato per non richiedere una costosa e costante manutenzione.
E poi, quanto ci vorrebbe per realizzarlo?
Appoggio poi le perplessità di “debborahh” in merito all’elevata estensione dell’impianto.
ongo
20 feb 2008 - 10:25 - #4

0 punti

vi dico gia che non sarà fattibile, o meglio non sarà fattibile nei prossimi 80-100 anni, parola di un addetto del settore ;)
e voglio proprio vedere come sarà presa l’Italia tra 100 anni :S
Proust
20 feb 2008 - 10:46 - #5

2 punti

questo dell’esempio è effettivamente esagerato, 20 km di diametro sono una cosa immensa, ci sta una città dentro…

i primi progetti che erano di misure più umane (1-2 km di diametro con cavi di 800 metri) erano tutt’altro che delle vaccate, e a differenza di quel che si può pensare all’inizio, non sono così assurdi da realizzare.

gli aquiloni decollano mettendo in rotazione la giostra e quindi salgono esattamente come quando per far salire l’aquilone in spiaggia ti metti a correre (senza rischio di inciampare e finire con la faccia nella sabbia però :P).
i cavi sono studiati apposta per non rompersi, sono in fibre ad alta resistenza e molto leggeri che all’interno hanno anche la linea di trasmissione dati, li hanno brevettati apposta.
il software di controllo regola automaticamente i cavi col segnale che arriva dal kite, (gli aquiloni hanno due cavi ciascuno) in modo da farlo portare quando va dalla parte del vento e poi metterlo a “bandiera” quando deve invece risalire. Anche qui il software è già stato pensato e prodotto.

da quanto ho capito la corrente non sarebbe generata da un unico alternatore gigante messo al centro della giostra (la velocità angolare per ovvi motivi non può essere costante) ma saranno più alternatori piccoli messi sulla circonferenza in modo da poter modulare la produzione di energia in base alla richiesta e d alle condimeteo.
c.c.s.a.d.
20 feb 2008 - 10:51 - #6

0 punti

All’amico sopra che consiglia il nucleare, bravo, d’accordo, poi però un kiletto di scorie le mettiamo a smaltire nel cesso di casa tua.
DrSlump
20 feb 2008 - 10:57 - #7

1 punto

ccsad, vedo che hai capito proprio tutto. Scorri in su la pagina e leggi nuovamente, però questa volta con più lentezza. Poi pensa. Poi pensa ancora. Poi scrivi.
c.c.s.a.d.
20 feb 2008 - 11:02 - #8

0 punti

Ooooh! Scusa, non avevo capito! Facciamo così, quando tu mi dimostrerai che con il tocco della tua bacchetta magica prendi tutte le scorie fino ad ora prodotte, e che non sappiamo che fine hanno fatto, e le trasformi in innocenti bolle d’aria, ecco allora anch’io sarà daccordo con le teorie che vai divulgando come scienza.
robidolly
20 feb 2008 - 11:53 - #9

0 punti

Consiglio di andare a vedersi il sito di kite gen, è completissimo e pieno di informazioni, include anche una rassegna stampa e filmato del volo del protipo, che ricordo ha funzionato prefettamente e che con pochi metri quadrati di kite ha produce l’equivalente di 500 metri quadrati di fotovoltaico. Secondo me un impianto così grande potrà o no essere costruito, comunque rimane il fatto che con solo circa un km di diametro questa tecnologia può produrre 1GIGAWATT, l’equivalente di una centrale nucleare. Una quarantina di impianti di questo genere, che si pensa potrebbero vedere la luce in non più di 10 anni, potrebbero soddisfare il fabbisogno italiano. Il problema per me non è tecnico ma politico. E adesso che ci sono le elezioni sarebbe il caso di fare un po di promozione.
Marco-TO
20 feb 2008 - 12:22 - #10

1 punto

Da una parte sistemi come questo, piuttosto elefantiaci, produzione di elettricità centralizzata e poi distribuzione in rete.
Dall’altra la filosofia della produzione localizzata, pannelli solari, cogenerazione, poi l’energia in surplus viene immessa in rete, una sorta di Peer to Peer energetico.
Quale di questi due sistemi sarà vincente?
Forse nessuno dei due ma un giusto mix.
Solo che qui ci andrebbero politici illuminati che pensassero al nostro futuro e non alle loro beghe di bottega.
Perché in Italia non abbiamo uno come Zapatero in Spagna?
Forse perché qui l’avrebbero stroncato sul nascere.
Roberto58
08 mar 2008 - 21:06 - #11

0 punti

Ho conosciuto il Kite Gen due anni fà in una manifestazione, beh dopo due anni ho visto solamente un aquilone, usato solitamente per il kitesurf (chiamato profilo alare impropriamente per giunta), fatto salire a 800 metri di quota e nulla piu. Io ho fatto volare molti aquiloni anche a quote piu elevate (1200 metri il volo piu alto) ma da questo a proporre un progetto cosi importante e spacciarlo per funzionante ne passa. Le variabili sono troppe e i costi di manutenzione rubano tutto il guadagno prodotto. Questo naturalmente è solo una mia opinione
Francesco210173
06 nov 2008 - 15:56 - #12

0 punti

Replica al commento 1: come mai questo fantastico “termovalorizzatore ad accelleratore di particelle che “brucia” i rifiuti radioattivi delle centrali nucleari” non è stato ancora impiegato per smaltire i rifiuti che ci hanno lasciato le centrali realizzate prima del 1987?
Se vedi una delle ultime puntate di Report scoprirai che tutti questi rifiuti sono ancora in attesa di smaltimento.
Io sospetto che questo fantastico impianto di cui parli non esiste e non potrà esistere…
Francesco210173
12 dic 2008 - 16:56 - #13

0 punti

@ Debborahh
“quindi oltre allo spazio aereo devi interdire lo spazio di superficie,con un area immensa.”

Riguardo l’area di sicurezza intorno all’impianto, e in generale tutta la superficie necessaria all’impianto, bisogna fare un discorso relativo alla potenza dell’impianto stesso. Bisogna considerare la superficie occupata per unità di energia prodotta in un anno.
Se si affronta il discorso in questo modo, infatti, si può facilmente vedere che il kitegen ha una occupazione territoriale molto minore rispetto a tutte le altre tecnologie che sfruttano le fonti d’energia rinnovabili: per impianti Kitegen di potenza superiore a diverse centinaia di MW è addirittura confrontabile con l’occupazione di territorio delle centrali termoelettriche.
Inoltre l’occupazione del territorio può essere più o meno invadente: una centrale termoelettrica occupa completamente il territorio, mentre invece il kitegen occupa effettivamente solo una piccolissima quota del territorio nominalmente occupato. Ad es. all’interno dell’anello del carosello da 1-2 km di diametro e da oltre 1000 MW di potenza, così come nell’area di sicurezza circostante, può benissimo esserci un parco naturale oppure coltivazioni agricole estensive.
Francesco210173
12 dic 2008 - 16:56 - #14

0 punti

@ Debborahh
“quindi oltre allo spazio aereo devi interdire lo spazio di superficie,con un area immensa.”

Riguardo l’area di sicurezza intorno all’impianto, e in generale tutta la superficie necessaria all’impianto, bisogna fare un discorso relativo alla potenza dell’impianto stesso. Bisogna considerare la superficie occupata per unità di energia prodotta in un anno.
Se si affronta il discorso in questo modo, infatti, si può facilmente vedere che il kitegen ha una occupazione territoriale molto minore rispetto a tutte le altre tecnologie che sfruttano le fonti d’energia rinnovabili: per impianti Kitegen di potenza superiore a diverse centinaia di MW è addirittura confrontabile con l’occupazione di territorio delle centrali termoelettriche.
Inoltre l’occupazione del territorio può essere più o meno invadente: una centrale termoelettrica occupa completamente il territorio, mentre invece il kitegen occupa effettivamente solo una piccolissima quota del territorio nominalmente occupato. Ad es. all’interno dell’anello del carosello da 1-2 km di diametro e da oltre 1000 MW di potenza, così come nell’area di sicurezza circostante, può benissimo esserci un parco naturale oppure coltivazioni agricole estensive.
Francesco210173
12 dic 2008 - 17:05 - #15

0 punti

Sempre @ Debborahh che chiede:

“come fai a far decollare tutti sti profili alari,hai mai provato a far decollare un aquilone?”

Il modo in cui si fanno decollare i kites è descritto dettagliatamente nell’ultimo dei brevetti della società Sequoia Automation Srl. Per motivi di riservatezza non è possibile divulgare al pubblico tali informazioni. Fra qualche tempo, quando saranno concluse le procedure di registrazione del brevetto, sicuramente potremo pubblicarlo.
Tuttavia, potete stare tranquilli che un sistema c’è. Magari contattatemi fra qualche tempo all’indirizzo muscius@libero.it
Francesco210173
12 dic 2008 - 17:11 - #16

0 punti

@ Debborahh

Ma hai capito che un impianto da 20 km di diametro, se mai verrà costruito, potrebbe rpodurre tutta l’energia necessari per tutta l’Italia intera?
Francesco210173
12 dic 2008 - 17:36 - #17

0 punti

@Debborahh
“ma sti c…i immagina se si dovesse rompere un cavo da 10 km di lunghezza,sarebbe la frusta piu’ lunga del mondo”

Riguardo “la frusta piu’ lunga del mondo”, e la possibilità che qualcuno possa avvicinarsi all’impianto devi sapere, prima di tutto, che le operazioni di manutenzione verranno effettuate con tutta probabilità ad impianto fermo, e con le ali a riposo.
Inoltre, nel caso ci fosse la necessità di intervenire con l’impianto in moto, in funzione, (situazione estremamente improbabile) ci si potrebbe comunque avvicinare all’impianto da una direzione completamente sicura. Questa direzione è il settore del carosello in corrispondenza del quale avviene la virata. In questa zona la sollecitazione a trazione dei cavi è molto bassa: se il cavo era in condizioni di rompersi si sarebbe rotto nella fase di traverso precedente alla virata. Sicuramente non si romperà nel momento in cui la sollecitazione a trazione diminuisce molto.
Infine, anche nell’ipotesi (assolutamente improbabile) in cui la rottura dovesse verificarsi, le funi ele ali andrebbero a cadere sottovento rispetto al settore di carosello dal quale il personale per la manutenzione si avvicina. Il personale invece si avvicina da sopravvento, quindi non c’è il benché minimo pericolo.

Per l’impianto a yo-yo la direzione dalla quale ci si può avvicinare in sicurezza è quella sopravvento. In caso di rotture il vento farà cadere funi ed ali in posizioni sottovento rispetto all’impianto.
Spero di essere stato chiaro.
Francesco
NickHarper
06 mar 2009 - 12:28 - #18

0 punti

Come hanno risolto il problema dei fulmini?
Non credo che alla prima tempesta tutti gli aquiloni finoscono fritti.
gian_pa
13 ago 2010 - 02:55 - #19

0 punti

La potenza è data dal prodotto scalare del vettore forza per il vettore velocità (ovvero intensità della forza per la velocità per il coseno dell’angolo compreso). Nel prototipo un aquilone che svolazza di qua o di là non produce energia poiché la componente prpendicolare della velocità (cos 90° = 0) si trascura; quella che conta è la velocità parallela al cavo che nella fattispecie sembra (dal filmato) prossima a zero.
Nel caso del rotore invece la potenza è data dal prodotto scalare de vettore momento tangenziale (rotante) per la velocità angolare anche in questo caso mi sembra bassa; Una cosa è la potenza dissipata sull’aquilone, un’altra quella a terra sul rotore. Inoltre non capisco come il rotore giri, poiché la componente la componente orizzontale, tangenziale di un cavo tiri nel senso opposto a quello del cavo diametralmente opposto. Mi sembra che prima di gridare al miracolo è meglio vedere come funziona e se funziona. Visti l’impianto, mi sembra più semplice raccogliere l’energia elettica dei fulmini; all Beniamino Franklin.
gian_pa
15 ago 2010 - 01:54 - #20

0 punti

Permettetemi qualche curiosità/dubbio
Il calcolo della energia è stata calcolata dalla potenza (data dalla spinta del vento per la velocità dello stesso) per il tempo di funzionamento. Esempio vento a 7 m/sec spinta Q = ½ ρ vq = 30 N/mq Potenza N=30×7= 210 w/mq (c’è qualcosa che non torna). Aquilone da 200 mq (sfruttabili??)
Energia = 210 x 200 = 42.000 w = 42 KW
1° curiosità: La superficie non è quella totale dell’aquilone disteso, ma la sua proiezione sul piano normale alla direzione del vento (come ordine di grandezza sfruttabili i 2/3, la metà?)
2° se l’aquilone si muovesse alla velocità del vento, la spinta sarebbe zero; viceversa se il cavo stesse fermo, avremmo la massima forza, ma V = 0. Quindi non può essere considerata la potenza teorica indicata dalle vostre tabelle (diciamo potenza dimezzata???)
3° l’aquilone sale trascinando il cavo, poi deve scendere (non precipitare) e il cavo dev’essere gradualmente raccolto; diciamo che il tempo utile sia dimezzato???
In pratica viene un onda pulsante quadra. Per evitare sul generatore un’intensità ad onda pulsante, bisogna sfasare la salita degli aquiloni. Il che complica ulteriormente la loro regolazione ed il richio d0inconvenienti (seppur effettuata mediante programmi informatici)
4° la discesa dev’essere effettuata a cavo teso; con accurata raccolta dello stesso. Altrimenti sarebbe incontrollata e con intreccio di fili; quindi comporta un consumo d’energia non indifferente (diciamo un 20%???)
5° La massa dei cavi quale sarà? Una tonnellata, se d’acciaio (con il rischio che diventi un parafulmine)? 3 o 4 tonnellate, se Nylon (parafulmine solo se molto bagnato)? O forse più? È energia che dobbiamo togliere all’aquilone. E non fruibile.
6° in alta quota il vento è tendenzialmente più costante, ma non mancano i vuoti d’aria e le brusche variazioni (in intensità, direzione o verso); eventuali trombe d’aria. Ci possono essere danni ai fragile e leggeri aquiloni; ci possono essere intrecci di fili? (Specie fra aquiloni contigui posti sulle due tangenti parallele al vettore del vento). Quindi manutenzione frequente e rischi di rotture?
7° nel caso di grandine, di forti temporali, di fulmini; di vento eccessivo. Oppure di carenza di vento, che succede? Durante le ore notturne bastano strumenti e sensori posti in alto, per evitare guai?
8° le fasi di decollo e di atterraggio come avvengono; in contemporanea o uno alla volta? In tutti e due i casi mi sembra sia una fase non semplice; specie in carenza di vento al suolo (cosa che succede nell’80-85% delle ore annuali (in Italia anche il 90%)
9° Un cavo di centinaia di metri tirato con una forza di qualche KN subisce una notevole deformazione seconda la legge di Hooke; che in parte viene restituita elasticamente, in parte dispersa. Ma il problema è che complica ulteriormente il già complesso calcolo cinematico a terra.
Non mi viene in mente altro da chiedere; mi sembra già tanto…