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Marzo 20, 2020 Commenti (0) Ingegneria, Ingegneria Energetica Tempo di Lettura: 3'

Rotokite – eolico ad alta quota

In questo articolo presentiamo un progetto innovativo realizzato dall’azienda Sequoia ed ideato da Gianni Vergnano (General Manager di Sequoia): ROTOKITE.

Rotokite Project

Il progetto consiste in un aerogeneratore che permetta di catturare l’energia del vento ad alta quota.

L’idea è semplice e funzionale: al di sopra dei 100 m si trova il 98% circa dell’energia eolica sfruttabile, inoltre il vento soffia con maggiore intensità (raggiunge quindi velocità più elevate) e con più costanza.

Aerogeneratori che lavorano a quote fino ai 250-300 metri possono quindi incrementare notevolmente i siti di installazione, essendo le condizioni energetiche richieste per farli lavorare a pieno regime più comuni rispetto alle stesse a quote inferiori ai 100 metri (dove operano le classiche pale eoliche) e sfruttare una forza ventosa molto più elevata rispetto ai cugini a bassa quota.

Nelle figure si può notare l’aumento delle aree possibili di installazioni per aerogeneratori che lavorino a 250 metri di quota.

Nello specifico, Rotokite “cattura” l’energia eolica sfruttando un profilo alare basato su un aquilone che utilizza la forza del vento per ruotare sul suo asse come le pale di un elicottero. L’energia del vento viene quindi convertita in energia meccanica di rotazione dal rotore dell’aquilone ed inviata tramite apposito cavo ad un generatore per convertirla in energia elettrica. Le alette si adattano inoltre alla forza con la quale soffia il vento, consentendo una maggiore costanza nella cattura dell’energia eolica ed evitando di sottoporre l’aquilone a condizioni ventose estreme che potrebbero danneggiare il Rotokite.

L’innovazione principale del Rotokite sta nello sfruttamento del rotore; altri sistemi di aerogeneratori erano già stati testati ad alta quota, ma le difficoltà maggiori riguardavano il complesso controllo del volo, che costringeva ad utilizzare cavi eccessivamente lunghi ed a sopportare forze sui profili alari elevate.

Mediante lo sfruttamento del moto rotante e dei profili alari adattabili alle condizioni del vento, Rotokite ha ridotto notevolmente queste problematiche, permettendo di ottenere potenze di output fino a 1 MW per velocità del vento nominali di 9 m/s.

Una possibile variante all’aquilone è un paracadute che presenterebbe un alto coefficiente di resistenza aerodinamica e che per una velocità media del vento di 15 m/s abbia un diametro nominale di 3 metri e generi approssimativamente una forza di spinta di 170 kg che aumenta arrivando a 300 kg per velocità di 20 m/s. Questa differente struttura è stata studiata dalla compagnia spagnola CIMSA.

Profilo alare del paracadute studiato dalla CIMSA.

Pro e contro

I costi di produzione del sistema Rotokite sono nettamente inferiori rispetto alla maggior parte delle tecnologie tradizionali che sfruttano l’energia eolica e soprattutto possono essere utilizzati nella maggior parte del mondo. Questo aspetto in particolare permetterebbe a luoghi pressoché isolati di raggiungere un’autonomia energetica mediante una risorsa rinnovabile come il vento.

Per quanto riguarda gli aspetti critici di questa tecnologia, in primis sicuramente necessiterà uno studio accurato del rendimento nel tempo di energia convertita e della resistenza dei materiali (come Tyer wind e Vortex Bladeless  è ancora in fase prototipale). In secondo luogo sarà necessario rivedere alcune normative del volo a quote superiore ai 100 metri, in modo da evitare che questi particolari aerogeneratori disturbino la navigazione degli aeroplani.

Considerazioni

Nel nostro excursus attraverso le nuove tecnologie che sfruttino l’energia eolica abbiamo fin’ora visto come Tyer wind e Vortex Bladeless possano risultare in futuro buone alternative alle classiche pale eoliche, specie per la futura autonomia della singola abitazione. Rotokite si presenta invece come un’alternativa meno invadente rispetto alle Wind Farms.

Si può quindi osservare come il mercato delle tecnologie rinnovabili si stia dirigendo non più verso massicce strutture come unica fonte energetica per un centro abitato, ma piuttosto verso una futura autonomia energetica decentralizzata, nell’ottica in cui ogni famiglia provveda autonomamente al proprio fabbisogno energetico sfruttando nuovi aerogeneratori, pannelli fotovoltaici, collettori solari di nuova generazione e auto ibride o elettriche.

Fonti

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