KiteGen: eolico ad alta quota

KiteGen è la nuova tecnologia che si sta affacciando nel panorama delle energie rinnovabili.

KiteGen rappresenta un’evoluzione tecnologica ai tradizionali impianti eolici che riesce a sfruttare le forti correnti ventose ad altitudini maggiori rispetto le classiche pale eoliche.

Andiamo a vedere come degli “aquiloni” telecomandati con dei software riescono ad intercettare le forti correnti ventose a 800 metri dal suolo.

Attraverso le alte velocità che il vento riesce a raggiungere in queste aree della nostra atmosfera, la tecnologia KiteGen fornisce una quantità d’energia paragonabile alle fonti d’energia fossile e nucleare.

Tutto questo senza creare pericoli per l’uomo e per l’ambiente.

Scopriamo insieme come funziona una turbina eolica KiteGen e quali sono le sue potenzialità rispetto ai tradizionali impianti eolici.

Come funziona KiteGen?

KiteGen è una turbina eolica in grado di sfruttare una risorsa che non è mai stata accessibile agli impianti realizzati fino ad ora: i venti ad alta quota.

Questi sono compresi tra i 500 e i 10000 metri, hanno il vantaggio di raggiungere velocità di picco superiori e di avere una velocità media superiore rispetto ai venti al suolo.

KiteGen è composto da un braccio metallico in grado di ruotare su sé stesso, collegato a tale braccio ci sono delle ali che sfruttando i venti ad alta quota.

Il principio di funzionamento è simile a quello degli aquiloni dai quali riprende anche parte del nome.

Le ali del KiteGen sono collegate ad una turbina per mezzo dei cavi e vengono comandate da un computer il quale ha l’obiettivo di mantenere il più costante possibile il loro volteggiare nell’aria.

Il primo problema che hanno incontrato gli ingegneri di KiteGen è stato quello di far raggiungere agli “aquiloni” le alte quote. A ciò hanno provveduto inserendo due ventilatori alla base del braccio che permettessero alle ali di prendere il volo.

Le “ali” di questi aquiloni, una volta raggiunte le giuste altitudini, vengono telecomandate per compiere un movimento ciclico che segue una traiettoria a forma di 8 come possiamo vedere nel seguente video.

Durante la loro ascesa le ali tirano i cavi i quali azionano una turbina collegata ad un turboalternatore che converte l’energia meccanica in energia elettrica.

Le ali incontrano turbolenze che ne disturbano il moto, per superare tale problematica sono stati montati una serie di accelerometri che controllano in tempo reale le posizioni e le velocità delle ali e attraverso il computer ne regolano istantaneamente la posizione.

KiteGen: vento ad alta quota

Il vento nasconde potenzialità cinetiche talmente grandi che se sfruttate a dovere, potrebbero fornire quantità d’energia superiore addirittura a fonti di energia fossile e nucleare.

La potenza totale del vento, ad alte quote, è stimata intorno ai 1700 e i 3500 TeraWatt, per capire di che grandezze stiamo parlando ti basta pensare che l’intero fabbisogno di energia elettrica umana è stimato a circa 14 TW.

L’energia del vento però non è distribuita in maniera uniforme, ma prevalentemente concentrata negli strati alti della troposfera ovvero a circa 10.000 metri di altitudine.

Qui le velocità medie del vento superano i 45 metri/secondo (ovvero a circa 162 km/ora), se facciamo un paragone con l’energia eolica che l’uomo sfrutta attraverso l’installazione di pale eoliche a 80 metri dal suolo, vediamo che a questa altitudine la velocità del vento è stimata a 4,6 m/s.

Se prendiamo altitudini ancora più basse come 10 metri di altezza dal suolo la velocità del vento scende a 3,3 m/s.

Quindi staccarsi dal suolo e raggiungere quote come 800 metri di altezza già può risultare molto vantaggioso in termini di velocità e potenza energetica.

Come visto nella tabella a 800 metri di altitudine la velocità del vento è stimata sui 7 m/s. A queste quote la potenza energetica del vento è quasi 4 volte più grande rispetto ai 10 metri di altezza a disposizione delle torri eoliche.

Differenze tra KitiGen e le pale eoliche

La differenza principale tra queste due tecnologie si trova appunto nella capacità di “catturare” l’energia eolica a differenti quote di altitudine.

Le pale eoliche riescono a scalfire a mala pena gli innumerevoli vantaggi elettrici che il vento porta con sé. Infatti le torri eoliche non riescono a spingersi più di 100 massimo 150 metri di altezza dal suolo.

Questo perché la struttura che regge le enormi pale eoliche all’aumentare dell’altezza diventa esponenzialmente più pesante e instabile.

KiteGen, invece, per raggiungere il vento ad alta quota ha adottato un cambio netto di prospettiva nella progettazione delle macchine, abbandonando l’idea si strutture ancorate al suolo.

Si è pensato quindi a dei “grandi aquiloni” che si adattassero in modo intelligente alle imprevedibili correnti ventose, piegandosi in modo intelligente e dinamico.

Attraverso la connessione con dei sensori posti sulle ali di questi aquiloni, si riesce a pilotare i loro movimenti direttamente attraverso un computer.

A differenza delle tradizionali turbine eoliche, KiteGen attraverso il suo movimento a forma di 8, riesce a prevedere le differenti direzioni del vento.

Né risulta, quindi, una struttura molto più leggera rispetto alle pale eoliche e molto più prestante visto la sua capacità di adattarsi alle correnti del vento e garantire una produzione di energia elettrica costante.

KiteGen riesce a produrre energia per 4000 ore, mentre gli impianti eolici tradizionali arrivano intorno alle 2000 ore questo fa sì che il costo dell’energia sia inferiore e si aggiri attorno ai 3 cent/kWh.

Un impianto KiteGen inoltre comporta una serie di vantaggi legati alla sua costruzione. Tale impianto richiede una quantità minore di materiali: 30 tonnellate di materiali contro le 250 di una normale turbina eolica e non necessita della costruzione di strade camionabili per il trasporto del materiale come accade per i classici impianti eolici.

Questo si traduce in un minor impatto ambientale e ad un minor consumo di energia necessaria alla costruzione del KiteGen.

2 tipologie di KiteGen: “Stem” e “Carousel”

La tecnologia KiteGen è stata sviluppata ad oggi in due differenti tecnologie:

• “Stem”;
• “Carousel”.

Stem fu il primo prototipo di KiteGen ad essere stato prodotto, consisteva in una sorta di "aquilone" legato con dei cavi ad un generatore di elettricità posto sul suolo.

La produzione di energia avveniva appunto attraverso le forti trazioni che questi cavi esercitavano sui generatori di corrente.

Attraverso l’utilizzo di sensori posti sulle ali si potevano ottimizzare in tempo reale, tramite l’utilizzo di un computer collegato, le traiettorie del volo delle stesse al fine di massimizzare la produzione di energia.

Si è ritenuto mettere a punto la configurazione “Stem” prima di sviluppare la configurazione “Carousel”, tuttavia è senz’altro quest’ultima in grado di rivoluzionare il quadro della produzione energetica.

“Carousel” si tratta infatti di un’evoluzione tecnologica a “Stem”, mette sostanzialmente più generatori “Stem” vicini con un “modulo base” comune per la raccolta dell’energia elettrica.

“Carousel” è composta da un software che senza l’intervento umano, sulla base dei dati ricevuti dai sensori posti sulle ali degli aquiloni interviene sul movimento dei cavi.

Nelle centrali KiteGen “Carousel” gli aquiloni volano tra gli 800 e i 1000 metri di altitudine uno vicino all’altro. L’intera struttura si muove trascinata dalle ali lungo un percorso circolare e l’energia è generata da questo movimento relativo.

Con tale struttura KiteGen “Carousel” è in grado di intercettare grandissime quantità di vento in un’unica installazione.

Le traiettorie di volo infatti sono controllate e sincronizzate tra loro in modo da produrre il massimo dell’energia elettrica in un unico generatore elettrico dal diametro di 800 metri.

La stessa quantità di energia elettrica verrebbe raggiunta con circa 150 torri eoliche di ultime generazioni che avrebbero comunque di un’area di spazio di circa 40 km quadrati per poter distanziare le pale eoliche le une dalle altre.

KiteGen “Carousel” invece avrebbe bisogno di un’area di soli 5 Km quadrati.

Al crescere del diametro del percorso circolare a terra di “Carousel” cresce l’area di vento intercettata e quindi la potenza della centrale KiteGen.

Perché investire in KiteGen

KiteGen rappresenta una fonte di energia rinnovabile che offre le migliori possibilità di crescita economica.

Grazie alle quantità enormi di energia che riesce a produrre una centrale KiteGen senza intermittenza e necessità di accumulo, rappresenta una delle migliori alternative al declino delle fonti di energia fossile.

Il progetto KiteGen è stato oggetto di innumerevoli valutazioni positive da parte di organizzazione di livello mondiale come ENI, ENEA, la NASA, partecipando a numerosi bandi europei ottenendo valutazioni eccellenti.

Scenari futuri di KiteGen

Al momento, lo sviluppo di questa tecnologia ha subito dei rallentamenti dovuti all’assenza dei finanziamenti necessari a continuare la sperimentazione.

L’obiettivo a lungo termine di KiteGen non è solo un costo sempre minore dell’energia prodotta ma anche una soluzione per raggiungere un mix energetico globale dove una parte consistente del fabbisogno energetico di base venga fornita da una fonte pulita e rinnovabile: il vento troposferico.