Sfruttare la forza del vento ad alta quota: il futuro dell'energia eolica?

Immaginate degli aquiloni che producono elettricità! La tecnologia Airborne Wind Energy (Awe) sfrutta la forza del vento ad alta quota per generare in modo costante energia rinnovabile

ago 23, 2024

Immagine di Olivierabristol - commons.wikimedia.org

Qualche migliaio di anni fa, in epoca mesopotamica, fu costruito il primo mulino a vento: si trattava di un'innovazione importante perché era il primo dispositivo in grado di generare energia dal vento.

Molto più tardi, nel 1942, il professor Henrich Focke sviluppò un rotore azionato dal vento, che fu utilizzato per alimentare una stazione di vedetta su un sottomarino tedesco. Si trattò di un progresso significativo nel campo della generazione di energia, perché dimostrò il potenziale dell'energia eolica nel fornire una fonte affidabile di energia per luoghi remoti.

Questa innovazione è stata messa da parte per l'avvento di fonti energetiche a basso costo nei decenni successivi. L'idea di utilizzare l'energia eolica in quota (senza un supporto rigido a terra), è stata oggetto di numerose iniziative di ricerca negli ultimi due decenni, ma non ha ancora dato risultati positivi.

Cosa si intende per Airborne Wind Energy

Il termine Airborne Wind Energy (Awe) è stato coniato per racchiudere gli sforzi collettivi dei ricercatori che hanno cercato di sfruttare l'energia cinetica di grandi masse atmosferiche in continuo movimento attraverso l'utilizzo di diversi approcci tecnologici.

Sono stati identificati due approcci di ricerca principali. L'idea di trasportare un generatore eolico in quota a bordo di macchine volanti e di trasmettere l'energia elettrica a terra è un approccio affascinante che ha attratto finanziamenti significativi, tra cui l'investimento di Google nel progetto Makani.

Tuttavia, lo sviluppo di queste macchine complesse ha incontrato difficoltà a causa della necessità di un movimento rapido, che ha comportato un aumento della resistenza aerodinamica dei generatori e dei cavi, con conseguente riduzione dell'efficienza operativa.

Un approccio più semplice, adottato da numerosi altri gruppi di ricerca, prevede che un'ala o un aquilone, spinti dal vento ad alta velocità, generino una forza di sollevamento che può essere convertita in energia dall'azione di lunghi cavi che azionano generatori posti a terra.

Ancora una volta, l'uso di cavi lunghi rappresenta una sfida significativa, poiché il rapido movimento dell'ala non favorisce la presenza di questi cavi. È importante notare che il dispositivo creato da Focke non corrisponde alla concezione convenzionale di generatore eolico.

Vantaggi e svantaggi della tecnologia Awe

Quali sono i dunque vantaggi della tecnologia Airborne Wind Energy?

maggiore produzione di energia: le correnti d'aria ad alta quota sono più potenti e costanti, permettendo una produzione di energia maggiore rispetto alle turbine eoliche tradizionali
minore impatto ambientale: l'awe richiede meno materiali per la costruzione e ha un impatto visivo minore rispetto alle turbine eoliche. Inoltre, può essere installata in zone offshore o in aree remote dove le turbine eoliche tradizionali non sono praticabili
flessibilità: gli aeromobili possono essere spostati e riposizionati in base alle condizioni del vento, ottimizzando la produzione di energia

Di contro, la tecnologia Awe presenta anche alcue sfide tecnologiche.

sviluppo tecnologico: è una tecnologia relativamente nuova e richiede ancora significativi investimenti in ricerca e sviluppo per migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei sistemi
gestione dei cavi: i cavi che collegano gli aeromobili a terra presentano una sfida complessa, perché devono essere sufficientemente resistenti e flessibili per sopportare le forze generate dal vento e garantire la sicurezza delle operazioni
condizioni meteorologiche: le prestazioni degli aeromobili possono essere influenzate da condizioni meteorologiche avverse, come tempeste o turbolenze

Le sfide e le prospettive future dell'Airborne Wind Energy riguardano soprattutto i seguenti fattori:

costo: i sistemi Awe sono ancora costosi da produrre e installare
affidabilità: è necessario migliorare l'affidabilità dei sistemi, soprattutto in condizioni meteorologiche avverse
regolamentazione: mancano ancora normative specifiche per l'Awe in molti Paesi

Tuttavia, l'utilizzo di materiali e tecnologie all'avanguardia oggi consentirebbe di costruire generatori eolici semplici ed economici. Questi generatori utilizzano un ciclo alternato di fasi di trasporto in salita e di generazione e recupero di energia, sfruttando i venti più forti e costanti in quota.

Sperimentazioni e aziende che sviluppano l'Awe

Sebbene la tecnologia sia ancora considerata emergente e in fase di sviluppo, alcune aziende e istituti di ricerca hanno realizzato prototipi e impianti pilota per testare la fattibilità e l'efficacia di questi sistemi.

Windtime, una piccola startup italiana, per esempio sta lavorando su questo tema in collaborazione con il gruppo aerospaziale dell'Università di Bologna e l'Università del Salento. Inoltre, si sta preparando con alcune aziende del settore aeronautico sportivo a partecipare al bando europeo Advanced renewable energy Cet 24 Partnership.

Un'altra iniziativa in corso per accelerare lo sviluppo è la ricerca di uno sponsor per promuovere un concorso internazionale per piccoli prototipi. Questo concorso fornirebbe a Windtime una guida per risolvere i numerosi problemi insiti nello sviluppo di una nuova tecnologia.

Altri esempi di implementazioni riguardano KiteGen, azienda italiana che ha sviluppato un sistema kite power innovativo, con prototipi installati in diverse località.

Ampyx Power è invece un'azienda olandese che ha realizzato un sistema Awe basato su alianti, con progetti pilota in corso in diversi Paesi. La tedesca Skysails ha invece sviluppato un sistema di propulsione eolica per navi commerciali, utilizzando grandi aquiloni per assistere la propulsione delle navi.

Oggi le sperimentazioni e i progetti pilota europei si concentrano principalmente in Italia, Paesi Bassi, Germania e Regno Unito, Paesi che sono all'avanguardia nella ricerca e sviluppo dell'Awe.

Anche gli Stati Uniti ospitano diversi progetti di ricerca e sviluppo, con un focus particolare sulle zone costiere e offshore, mentre altri Paesi, come Australia e Giappone, stanno investendo in questa tecnologia, riconoscendone il potenziale per lo sviluppo di fonti di energia rinnovabile.

Leggi le Green News

La GreenPlanner 2025 sta arrivando…

Al rientro dalle vacanze un bel regalo per voi: la GreenPlanner 2025 sarà fresca di stampa e, da settembre, potrete prenotarla e riceverla direttamente a casa vostra: per ulteriori informazioni scrivete alla redazione.

Nel frattempo, potete ancora ordinare il numero 2024.

Acquista la GreenPlanner 2024

Le news più lette della settimana

Il video della settimana

Musica nelle trincee della Linea Cadorna

Iniziativa culturale e storica a Brezzo di Bedero (Varese) dove, nelle gallerie della Linea Cadorna - costruzione militare risalente alla prima guerra mondiale - si è tenuto un concerto itinerante.

GreenPlanner News