Una centrale elettrica ad aquiloni
Una centrale elettrica ad aquiloni
Da ganzales il Lun Giu 16, 2008 7:59 am
Una centrale elettrica ad aquiloni l'ultima sfida all'energia nucleare
12/06/2008
Se avete mai usato un aquilone, avete sentito quanto il vento
tira sulle mani. Più è grande, più tira. Come vi spiegherà qualsiasi
amante di kite surfing, possono far volare anche gli uomini. "Anzi -
dice Massimo Ippolito, kite surfer per hobby - li costruiscono
inefficienti apposta, altrimenti ti porterebbero via". Più in alto
arrivano, più forte tirano.
A questo punto non è più un gioco per
bambini e neanche uno sport. È un'occasione: le forze, in natura, non
si sprecano. Soprattutto, se si possono usare per generare elettricità.
Forse ci voleva l'incontro fra un kite surfer come Ippolito e un
appassionato di vela, come Mario Milanese, docente al Politecnico di
Torino, perché scattasse l'idea di rivoluzionare dalle fondamenta il
modo di produrre energia eolica.
Il fatto che il primo abbia
un'azienda di sistemi automatizzati e il secondo insegni Controlli
automatici all'università ha solo fornito gli strumenti per dare la
scalata ad un obiettivo, a prima vista, impossibile: produrre tanta
energia elettrica quanto una centrale nucleare, solo grazie al vento.
Partendo non dalle gigantesche eliche delle turbine che ormai si
costruiscono un po' dappertutto, ma dagli aquiloni dei bambini.
KiteGen,
come si chiama il progetto a cui lavorano Milanese ed Ippolito, non è
l'unico nel mondo a puntare in questa direzione, ma è anche uno dei
rarissimi casi in cui l'Italia, che le energie rinnovabili,
normalmente, si limita a comprarle, è alla frontiera della ricerca.
All'idea del vento dagli aquiloni lavorano anche, infatti, almeno altri
due gruppi, in Olanda e in California.
È una guerra di brevetti.
Perché, se gli esperimenti confermeranno le prime verifiche e i primi
risultati dei prototipi, è come mettere le mani su una sorta di pietra
filosofale, capace di scavalcare le debolezze più vistose dell'energia
eolica e, in generale, delle energie alternative: costose, si dice,
ingombranti, incostanti, troppo poco potenti. Dalla parte degli
aquilonisti, c'è, anzitutto, il vento. Quanto forte soffia, per
cominciare.
A 80 metri di altitudine (l'altezza normale di una
turbina) il vento spira, in media, nel mondo, a 4,6 metri al secondo,
un po' più di 16 chilometri l'ora. È un primo problema. Sotto i 4 metri
al secondo, infatti, le turbine, normalmente, vengono spente, perché
diventano antieconomiche. Il Texas occidentale - dove l'Enel ha appena
varato una centrale eolica con 21 turbine - è un'area ricercatissima,
perché il vento soffia in media a 7-8 metri al secondo (un po' meno di
30 chilometri l'ora), che viene definita una velocità ottimale. Ora, a
800 metri di altitudine, il vento soffia, in media, nel mondo, a 7,2
metri al secondo. La velocità ottimale. E un parametro cruciale,
perché, spiegano i manuali di fisica, l'energia che si può ottenere dal
vento aumenta in modo esponenziale con la sua velocità. "A mille metri
di altezza - dice Milanese - l'energia che puoi ottenere è otto volte
quella disponibile a livello del suolo".
Il secondo problema del
vento è che, in molti posti, non c'è sempre o, semplicemente non ce
n'è. A De Bilt, in Olanda, che è un posto ventoso, le turbine
funzionano 3 mila ore l'anno, in pratica un giorno su tre. A Linate,
nessuno installa turbine, perché il vento è zero. Ma chi l'ha detto che
la pianura padana è senza vento? Basta andare a 800 metri d'altezza:
c'è vento per 3 mila ore l'anno, quanto a De Bilt per le turbine. E,
nel cielo sopra De Bilt, si arriva a 6.500 ore, più di due giorni su
tre. A Cagliari, si passa da 2.800 a 5 mila ore. Di vento, insomma, ce
n'è molto di più di quanto si possa pensare sulla base dell'industria
eolica attuale. Ma come catturarlo? "Con lo yo-yo" rispondono Milanese
e Ippolito: un aquilone che sale e scende nel cielo.
In un
capannone di Chieri, alle porte di Torino, l'aquilone elettrico
dispiegato non è altro che un normale kite per il surfing. Assicurato a
due leggeri cavi, da 3 millimetri di diametro, lunghi 800 metri,
l'aquilone si libra in volo, sostenuto dal vento. Srotolandosi, i cavi
fanno girare due cilindri ed è questa movimento che genera energia,
come si carica una dinamo. Ma questa è la parte più facile. Da buon
velista, Milanese spiega che una barca con il vento in poppa va meno
veloce di una barca che lo prenda ad angolo acuto.
In termini
scientifici, la potenza generabile dall'aquilone aumenta in funzione
della velocità con cui si muove rispetto al vento. La parte importante
del KiteGen è, infatti, il sistema di navigazione. Dei piccoli sensori,
con rilevatori Gps, sono fissati sull'aquilone e collegati con un
computer a terra che gestisce la navigazione dell'aquilone: un software
manovra piccole trazioni sui cavi per assicurare che il kite proceda
tracciando vorticosi 8 nel cielo. Grazie a queste scivolate d'ala,
l'aquilone aumenta il suo differenziale di velocità rispetto al vento
e, dunque, la potenza elettrica generabile. In pratica, l'aquilone si
comporta come la striscia più esterna dell'elica di una turbina, senza
dover far girare complicati ingranaggi: "Di fatto - dice Milanese -
prendiamo la parte migliore di una turbina a vento e la mettiamo dove
il vento è più forte".
Quando il cavo è tirato al massimo,
l'aquilone non genera più elettricità. Uno dei due cavi viene mollato,
l'aquilone si impenna, non offre più resistenza al vento e viene
riabbassato: "Per recuperarlo, consumiamo il 15% dell'energia generata
in ascesa". Il passo successivo è immaginare una serie di questi yo-yo
che funzionano insieme. "Basterebbe tenerli distanti 70-80 metri l'uno
dall'altro - dice Milanese - mentre le turbine devono essere separate
da più di 300 metri". Questo significa che, invece di avere decine e
decine di torri eoliche ad ingombrare il paesaggio, per generare la
stessa quantità di energia basterebbero alti e invisibili aquiloni che,
a terra, non occuperebbero più spazio di una normale centrale
elettrica.
Tutto questo, comunque, per ora è sulla carta. KiteGen,
finora, ha solo fatto volare il prototipo, generando, in tutto 2,5
kilowatt. "Ma - assicura Milanese - il prototipo ha rispettato le
simulazioni del computer e questo ci rende fiduciosi sul fatto che
anche le altre simulazioni siano realistiche". E questo spinge Milanese
a pensare in grande. Ad esempio, ad un altro attrezzo per bambini: una
giostra. Se si montassero 200 aquiloni su un anello, che la forza del
vento fa ruotare, questo movimento potrebbe generare energia con una
potenza di 1.000 megawatt, quanto una media centrale nucleare.
Occupando, sul terreno, non più di un cerchio del diametro di 1.500
metri. Al costo, calcola Milanese, di 5-600 milioni di euro, un sesto
di quanto costi, oggi, una centrale atomica. L'energia prodotta dalla
giostra KiteGen sarebbe, infatti, più intermittente di quella nucleare,
ma anche assai meno cara. Se la scala fosse davvero di mille megawatt,
un kilowattora, secondo i calcoli di Milanese, costerebbe solo un
centesimo di euro, un terzo di quanto costa, oggi, l'energia più
economica, il carbone. Tutto così semplice? Con le energie alternative,
sognare sulla carta è facile. Il responso finale, poi, come direbbe il
vecchio Dylan, "soffia nel vento".
Da: La Repubblica - a cura di MAURIZIO RICCI
12/06/2008Se avete mai usato un aquilone, avete sentito quanto il vento
tira sulle mani. Più è grande, più tira. Come vi spiegherà qualsiasi
amante di kite surfing, possono far volare anche gli uomini. "Anzi -
dice Massimo Ippolito, kite surfer per hobby - li costruiscono
inefficienti apposta, altrimenti ti porterebbero via". Più in alto
arrivano, più forte tirano.
A questo punto non è più un gioco per
bambini e neanche uno sport. È un'occasione: le forze, in natura, non
si sprecano. Soprattutto, se si possono usare per generare elettricità.
Forse ci voleva l'incontro fra un kite surfer come Ippolito e un
appassionato di vela, come Mario Milanese, docente al Politecnico di
Torino, perché scattasse l'idea di rivoluzionare dalle fondamenta il
modo di produrre energia eolica.
Il fatto che il primo abbia
un'azienda di sistemi automatizzati e il secondo insegni Controlli
automatici all'università ha solo fornito gli strumenti per dare la
scalata ad un obiettivo, a prima vista, impossibile: produrre tanta
energia elettrica quanto una centrale nucleare, solo grazie al vento.
Partendo non dalle gigantesche eliche delle turbine che ormai si
costruiscono un po' dappertutto, ma dagli aquiloni dei bambini.
KiteGen,
come si chiama il progetto a cui lavorano Milanese ed Ippolito, non è
l'unico nel mondo a puntare in questa direzione, ma è anche uno dei
rarissimi casi in cui l'Italia, che le energie rinnovabili,
normalmente, si limita a comprarle, è alla frontiera della ricerca.
All'idea del vento dagli aquiloni lavorano anche, infatti, almeno altri
due gruppi, in Olanda e in California.
È una guerra di brevetti.
Perché, se gli esperimenti confermeranno le prime verifiche e i primi
risultati dei prototipi, è come mettere le mani su una sorta di pietra
filosofale, capace di scavalcare le debolezze più vistose dell'energia
eolica e, in generale, delle energie alternative: costose, si dice,
ingombranti, incostanti, troppo poco potenti. Dalla parte degli
aquilonisti, c'è, anzitutto, il vento. Quanto forte soffia, per
cominciare.
A 80 metri di altitudine (l'altezza normale di una
turbina) il vento spira, in media, nel mondo, a 4,6 metri al secondo,
un po' più di 16 chilometri l'ora. È un primo problema. Sotto i 4 metri
al secondo, infatti, le turbine, normalmente, vengono spente, perché
diventano antieconomiche. Il Texas occidentale - dove l'Enel ha appena
varato una centrale eolica con 21 turbine - è un'area ricercatissima,
perché il vento soffia in media a 7-8 metri al secondo (un po' meno di
30 chilometri l'ora), che viene definita una velocità ottimale. Ora, a
800 metri di altitudine, il vento soffia, in media, nel mondo, a 7,2
metri al secondo. La velocità ottimale. E un parametro cruciale,
perché, spiegano i manuali di fisica, l'energia che si può ottenere dal
vento aumenta in modo esponenziale con la sua velocità. "A mille metri
di altezza - dice Milanese - l'energia che puoi ottenere è otto volte
quella disponibile a livello del suolo".
Il secondo problema del
vento è che, in molti posti, non c'è sempre o, semplicemente non ce
n'è. A De Bilt, in Olanda, che è un posto ventoso, le turbine
funzionano 3 mila ore l'anno, in pratica un giorno su tre. A Linate,
nessuno installa turbine, perché il vento è zero. Ma chi l'ha detto che
la pianura padana è senza vento? Basta andare a 800 metri d'altezza:
c'è vento per 3 mila ore l'anno, quanto a De Bilt per le turbine. E,
nel cielo sopra De Bilt, si arriva a 6.500 ore, più di due giorni su
tre. A Cagliari, si passa da 2.800 a 5 mila ore. Di vento, insomma, ce
n'è molto di più di quanto si possa pensare sulla base dell'industria
eolica attuale. Ma come catturarlo? "Con lo yo-yo" rispondono Milanese
e Ippolito: un aquilone che sale e scende nel cielo.
In un
capannone di Chieri, alle porte di Torino, l'aquilone elettrico
dispiegato non è altro che un normale kite per il surfing. Assicurato a
due leggeri cavi, da 3 millimetri di diametro, lunghi 800 metri,
l'aquilone si libra in volo, sostenuto dal vento. Srotolandosi, i cavi
fanno girare due cilindri ed è questa movimento che genera energia,
come si carica una dinamo. Ma questa è la parte più facile. Da buon
velista, Milanese spiega che una barca con il vento in poppa va meno
veloce di una barca che lo prenda ad angolo acuto.
In termini
scientifici, la potenza generabile dall'aquilone aumenta in funzione
della velocità con cui si muove rispetto al vento. La parte importante
del KiteGen è, infatti, il sistema di navigazione. Dei piccoli sensori,
con rilevatori Gps, sono fissati sull'aquilone e collegati con un
computer a terra che gestisce la navigazione dell'aquilone: un software
manovra piccole trazioni sui cavi per assicurare che il kite proceda
tracciando vorticosi 8 nel cielo. Grazie a queste scivolate d'ala,
l'aquilone aumenta il suo differenziale di velocità rispetto al vento
e, dunque, la potenza elettrica generabile. In pratica, l'aquilone si
comporta come la striscia più esterna dell'elica di una turbina, senza
dover far girare complicati ingranaggi: "Di fatto - dice Milanese -
prendiamo la parte migliore di una turbina a vento e la mettiamo dove
il vento è più forte".
Quando il cavo è tirato al massimo,
l'aquilone non genera più elettricità. Uno dei due cavi viene mollato,
l'aquilone si impenna, non offre più resistenza al vento e viene
riabbassato: "Per recuperarlo, consumiamo il 15% dell'energia generata
in ascesa". Il passo successivo è immaginare una serie di questi yo-yo
che funzionano insieme. "Basterebbe tenerli distanti 70-80 metri l'uno
dall'altro - dice Milanese - mentre le turbine devono essere separate
da più di 300 metri". Questo significa che, invece di avere decine e
decine di torri eoliche ad ingombrare il paesaggio, per generare la
stessa quantità di energia basterebbero alti e invisibili aquiloni che,
a terra, non occuperebbero più spazio di una normale centrale
elettrica.
Tutto questo, comunque, per ora è sulla carta. KiteGen,
finora, ha solo fatto volare il prototipo, generando, in tutto 2,5
kilowatt. "Ma - assicura Milanese - il prototipo ha rispettato le
simulazioni del computer e questo ci rende fiduciosi sul fatto che
anche le altre simulazioni siano realistiche". E questo spinge Milanese
a pensare in grande. Ad esempio, ad un altro attrezzo per bambini: una
giostra. Se si montassero 200 aquiloni su un anello, che la forza del
vento fa ruotare, questo movimento potrebbe generare energia con una
potenza di 1.000 megawatt, quanto una media centrale nucleare.
Occupando, sul terreno, non più di un cerchio del diametro di 1.500
metri. Al costo, calcola Milanese, di 5-600 milioni di euro, un sesto
di quanto costi, oggi, una centrale atomica. L'energia prodotta dalla
giostra KiteGen sarebbe, infatti, più intermittente di quella nucleare,
ma anche assai meno cara. Se la scala fosse davvero di mille megawatt,
un kilowattora, secondo i calcoli di Milanese, costerebbe solo un
centesimo di euro, un terzo di quanto costa, oggi, l'energia più
economica, il carbone. Tutto così semplice? Con le energie alternative,
sognare sulla carta è facile. Il responso finale, poi, come direbbe il
vecchio Dylan, "soffia nel vento".
Da: La Repubblica - a cura di MAURIZIO RICCI
